DE2132802C3 - Verfahren zur Verhinderung von steinbildenden Ablagerungen in wäßrigen Systemen - Google Patents

Description

₁ sind fdiesenSun^ggen bei verschiedenen phonsäuren besitzt, so zeichnet s,e sich gegenüber den

über den Polyphosphaten verhältnismäßig teuer sind, der Eutrophierung der Gewässer von großer Bebedingt durch die an sich schon kostspieligen Aus- deutung »t. ^ _j ^ ^ _{Impfwirkung bej Zimmer}.

^8afTS schon bekannt, zu dem gleichen Zweck ₅₅ temperatur gezeigt. Dazu wurde in einem 1000-ml-

s^{wie polyac?ylsäuren oder} r^^\^z^^spz^

3srr^^\^^

£ w "de nu^Sfunden, daß steinbildende Ablage- und 12 g Atznatron zugegeben. Das Becherglas wurde

rung,™ wäßr^n Systemen auch verhindert werden, mit einem Uhrglas bedeckt ^J™^™^ wenn main Cyclohexan-U^AS-penta-carbonsäure 60 stehengelassen. Es wurde dann geprüft ob sich am

ÜSn odelr im Gemisch mil Phosphonsäuren in Glasstab bzw. an der Wandung des Becherglases

unterstöchiometrischen Mengen (Impfmengen), bezo- Kristalle abgesetzt hatten, gen auf die Härtebildner, einsetzt.

Die gule impfwirkung der Cyclohexan-1,2,3,4,5- In der Tabelle 1 bedeutet:

srXiS&ÄiSiaB ä^kss - - ssä.

0 - 5-"BeJa₈ ,. G,a_SS,.b _U»c d_Cr Wandung

Stthstanx

Cydohexaa-pentacarbon- 5

säure {CPQ 7,5

10,0

Benzol-bexacarbonsäure 100

Benzol-pentacarbonsäure 100

PyromeUitsäure 100

Cydohexan- 10

hexacaibonsäure 30

Cydofaexan- 50 letracarbonsäure

Cydopentan- 50 tetracarbonsäure

Dextrin (gelb) 10

Dextrin (weiß) 10

Polyacrylsäure 10

Nitrilo-tris-(methylen- 2.5

phosphonsäure) (NTMP) 5.0

Äthylendiamin-tetra- 2.5

(methylenphosphonsäure) 5.0 (EDTMP)

Diäthylentriamin- 2.5

penta-(niethylenphosphon- 5.0 säure) (DETPMP)

l-Hydroxyäthan-U-di- ₍ 5,0

phosphonsäure (HEDP) | 10,0

Menge (mg)

0 0 0

0 0

0 0

Tabelle I

0 0 0

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j 5

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Auch bei höheren Temperaturen bleibt die Impfwirkung erhalten. Die Wirkung bei 55 C ist in der Tabelle 11 zu sehen.

Zu einer Lösung, enthaltend 490 ml destilliertes Wasser, 3 ml IM Na₂CO₃-Lösung und 5 mg der Testsubstanz, wurden unter Rühren 15 ml 0,1 M CaCl₂-Lösung (60,1 mg Ca) gegeben und die Lösung 24 Stunden bei 55° C stehengelassen. Anschließend wurde das ausgefallene CaCO₃ abfiltriert und im Filtrat das in Lösung gebliebene Ca mit einer 0,1 M Titriplexlösung titriert.

Tabelle II

Impfwirkung der

Cyclohexan-l,2,3,4,5-penta-carbonsäure im Vergleich zu bekannten Impfsubstanzen bei 55 C

Substanz

Blindprobe

Cyclohexan-l,2,3,4,5-penta

carbonsäure (CPC)

NTMP

DETPMP

HEDP

Dextrin weiß

Polyacrylsäure

Grahamsches Salz

Zugesetzte

Menge

(mg)

ι celöstes Ca

0.5

26.6 31.6 30.6 31.6

4,3 24.6 Die nachfolgende Tabelle HI zeigt die Wirkung der erfindungsgemäßen Cyclohexan- 1.2.3,4.5-penta-cai bonsäure im Vergleich mit verschiedenen aromatischen Polycarbonsäuren gemäß Ausfuhrungsbeispiel der deutschen Patentschrift 893 92fc beim längerer Erwärmen in Wasser.

Dazu wurden 500 ml Wasser von IS bzw 17.S dH Stunden auf 50^cC erwärmt. Anschließend wurde filtriert und die im Wasser verbliebene Härte titriert.

Tabelle 111

Härte
des H, O

dH

17.8 dH

Polycarbonsäurc

Pyromellitsäurc

Benzolpenta-

carbonsäute

Cyclohexanpenta-

carbonsäure

Pyromellitsäurc

Benzolpenla-

carbonsäure

Cyclohexanpenta-

carbonsäure

Menge

(nie)

2.5 2.5

2.5

5
S

Titrierte Resthärte

nach

% Std

dl)

6.5

6.8

17.5

5,3 6.3

16.6

Die Versuche zeigen, daß die Cyclohexanpenta carbonsäure eine überraschend gute Wirkung besitzt.

Es wurde weiter gefunden, daß die härtestabilisierende Wirkung der Cyclohexan-l^AS-penta-carbonsäure noch erhöht wird, wenn man sie im Gemisch mit Phosphonsäuren in einem GewicLisverhältnis von Pentacarbonsäure zu Phosphorsäure von 1:1 bis SO: 1, vorzugsweise 2:1 bis 10:1, in Mengen bis zu 500 mg/1 Wasser einsetzt. Es wird mit solchen Mi-•chungen ein synergistischer Effekt erzielt, .iie weit über die Wirkung der einzelnen Substanzen hinausgeht.

Gemäß der Erfindung sind geeignete Aminoalky lenphosphonsäuren solche, die aus Ammoniak, Mono- oder Polyaminen mit Formaldehyd und phosphoriger

Säure oder Phosphortrichlorid erhalten werden, beispielsweise Diäthylentriamin - penta - (methylenphusphonsäure), Äthylendiamin - tetra - (methylen phosphonsäuren Prophylendiamin-tetra-(methybnphosphonsäure) und andere.

An Alkanphosphonsäuren kommen beispielsweise die 1-Hydroxyäthan-U-diphosphonsäure, 1-Aminoäthan-l,l-diphosphonsäure, Methylendiphosphonsäure in Betracht.

Die synergistische Wirkung der Kombination aus Cyclohexan-l^^AS-penta-carbonsäure und Phosphonsäure wird an Hand der folgenden Tabelle IV gezeigt.

Tabelle IV
Impfwirkung von Mischungen aus Cyclohexan-i^^AS-penta-carbonsäure (CPC) und Phosphonsäuren

Substanz	Menge	2
	(mg)	0
CPC	5
NTMP	2,5	0
CPC	8
NTMP	2	0
CPC	5
EDTMP	2.5	0
CPC	8
EDTMP	2	0
CPC	5
DETPMP	5	0
CPC	8
DETPMP	2

Taue

4	6	0	10	-	14	16	IS
0	0	0	0	0	-	-	-
0	0	0	0	0	0	-	-
0	0	0	0	0	0	-	-
0	0	0	0	0	0	—	-
0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	—	-

0 = Kein Belag an Glasstab und der Wandung des Becherglascs. - = Abscheidung von Calcitkristallen.

Die in den vorstehenden Tabellen aufgeführten Produkte weisen selbstverständlich auch bei dem eigenen pH-Wert des Wassers einen guten Stabilisiereffekt auf. Es wurde jedoch im alkalischen Gebiet gearbeitet, um die vorteilhafte Stabilisierwirkung der erfindungsgemäßen Substanzen in einem solchen Milieu zu zeigen, wie es bei vielen Reinigungsvorgängen erforderlich ist.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Substanzen können insbesondere sauren oder alkalischen Reinigungslösungen zugesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der Substanzen beispielsweise in automatisch arbeitenden Flaschenspülmaschinen oder bei der Tank- und Container-Reinigung. Hier tritt besonders bei der Nachspülung mit Wasser, also in dem Sladium des Reinigerprozesses, bei dem nur noch Spuren des Reinigungsmittels vorhanden sind die mit viel Wasser verdünnt und herausgespüll werden, leicht eine Steinabscheidung ein. Diese Steinabscheidung wird mit kleinen Mengen (Impfmengen), die in der Nachspüllösung vorhanden sind, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verhütet. In den Fällen, in denen es erforderlich ist, kann eine geringe Nachdosierung in den durch Steinabschddursg besonders gefährdeten Zonen erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist überall da mit Vorteil durchzuführen, wo es aus den verschiedensten Gründen geboten erscheint, keine weiteren Mengen an Phosphor einzubringen.

Claims (3)

In der britischen Patentschrift 1 147 716 werden zwai schon Cydchexan-polycarbonsäuren allein und Patentansprüche: . im Q^sch mit Phosphonsäuren als Gerüst- • K-iA«. stoffe sogenannte »Builder«, Wäschmitteln zugesetzt.

1. Verfahren zur Verhinderung von steinboden- sjuu , j^^ ^ _{> >Builder< < smd} jedoch mindestens den Ablagerungen in wäßrigen Systemen, da- 5 ; .. _h- _trische, _a'.so zur echten Komplexbildung durch gekennzeichnet daß man »^l°^c. _{hde Meng}en erforderlich. Da es bekannt ist, Cyclohexan - 1,2,3,4,5 - penta - carbonsaure allem ^_ß ^re™f _Komplexbildner, wie z. B. ÄthylendiaminoderAim Gemisch mit Phosphonsäuren in unter- u*" 6 _ _{und Nitr}ii_otriessigsäure keine Impfstöcliioiiaetrischen Mengen (Impfmengen), bezogen JJPJ^J^_{0801 war e}s überraschend, daß schon mit auf die Härtebüdner des Wassers, einsetzt. ^I0 „^töchiometxischen Mengen (Impfmengen) von

2. Verfahren uach Anspruch 1, dadurch gekenn- JP^Saoui-l 2,3 4 5-penta-carbonsäure allein oder zeichnet;^ daß man Mengen von 5 bis 30 mg/i ^ im.Gemisch mit Phosphonsäuren steinbildende Wasser einsetzt. ■· Ahlaeeruneen in wäßrigen Systemen verhindert wer-

3 Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- Ablagerungen

kennzeichnet, daß man ein Gemisch aus Cyclo- 15 deru _{faen Paten}tschrifi 893 926 werden auch

hexan 1,2,3,4,5-penta-carbonsäure und Phosphon- 'J" ^ Polycarbonsäuren, die durch Oxi-

säure von 2:1 bis 10:1 einsetzt. ^_{0n vQn Koh}i_enstoff, Graphit oder Holzkohle ent

stehen z.B. Mellitsäure, Hemimellitsäure usw. zur „ Behandlung von caldumbicarbonathaltigem Wasser eingesetzt und in der DT-OS 1 910002 aliphatisch

Dicarbonsäuren wie Adipinsäure oder Polycarbon-

säure, wie Citronensäure zur Verhinderung der Krustenbildung in Wasser verwendet. Doch alle diese 2s Polycarbonsäuren wirken in unterstöchiometrischen Mengen nicht so gut, wie dies bei der erfindungsge-

.. . π fi η,,™ Kt ein mäßen Cyclohexanpentacarbonsäure der Fall ist. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mauen w κ _{in der die c clohexan}.

Verfahren zur Verhinderung von steinbüdenden Ab- Die J^^^ _zugesetzt wird, kann vor-

lagerungen in wäßngen Systemen. ,,',esweise 5 bis 30 mg/1 Wasser betragen.

ZurVerhinderungvonsteinbildendenAblagerungen ₃o ^zug*^e^_tig_der ^g/pentacarbonsäure kann nach

in wäßrigen Systeme" werden heute besonders _Po y- - _de°™^^^^^ 2 011 655 aus Bicyclo-

phosphate in ausgedehntem Maße eingesetzt. Poly aer ^Irdn , 3 ₅. _{tricarbonsäure} - 2,3 - monoan-

phosphate werden hauptsächhch deshalb verwendet, ^ o«^en (M^ Salpetersäure erfolgen,

weil sie schon in unterstochiomelnschen Mengen, hydnd J^u ^ _{der erfindu}

sogenannten Impfmengen, wüten und verhahms- 35 ^en^dSSnpenticarbonJure im Vergleich

mäßig billig sind. Es ist jedoch bekannt, daß d^ Poly ^g™™L_oaL_h!itischen Polycarbonsäuren der bri-

phosphate unter gewissen Umstanden in wäßrigen J^L.^patentschrift 1 147 716 sowie mit den aroma-