DE102018221446A1 - Aqueous dispersions and dispersible polymer powders from microsilica - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung sind wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln, dadurch gekennzeichnet dass diese mit Vinylalkohol-Copolymerisat stabilisiert sind.The invention relates to aqueous dispersions and dispersion powders of microsilica particles, characterized in that they are stabilized with vinyl alcohol copolymer.

Description

Die Erfindung betrifft wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung.The invention relates to aqueous dispersions and dispersion powders of microsilica, processes for their preparation and their use.

Mikrosilika (Silikastaub, engl. silica fume, silica dust) ist ein extrem feinkörniger, mineralischer Stoff der beispielsweise als Filterstaub bei der Herstellung von Silicium entsteht. Ausgangsstoff hierfür ist Quarz, der zusammen mit Kohle in elektrischen Lichtbogenöfen zu metallischen Silicium reduziert wird. Das dabei entstehende Siliciummonoxid reagiert mit dem in der Ofenluft enthaltenen Sauerstoff und als Nebenprodukt wird wieder SiO2 gebildet, welches in feinsten Perlen (Silikastaub) vorliegt und als Mikrosilika bezeichnet wird.Microsilica (silica fume, silica dust) is an extremely fine-grained, mineral substance that is created, for example, as filter dust in the manufacture of silicon. The starting material for this is quartz, which together with coal is reduced to metallic silicon in electric arc furnaces. The resulting silicon monoxide reacts with the oxygen contained in the furnace air and SiO 2 is again formed as a by-product, which is present in the finest pearls (silica dust) and is referred to as microsilica.

Mikrosilika zählt zu den künstlichen Puzzolanen und wird in der Bauindustrie als Additiv eingesetzt. Es reagiert mit Calciumhydroxid, dem Hydratationsprodukt von Zement und Wasser, unter Bildung von Calciumsilikathydrat und führt zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, beispielsweise der Betondruckfestigkeit, der ausgehärteten zementären Massen. Darüberhinaus kann eine Verbesserung der Dichtigkeit und der Chemikalienresistenz, beispielsweise gegen Eindringen von Chloriden, von Baustoffen erzielt werden.Microsilica is an artificial pozzolana and is used as an additive in the construction industry. It reacts with calcium hydroxide, the hydration product of cement and water, to form calcium silicate hydrate and leads to an improvement in the mechanical properties, for example the concrete compressive strength, of the hardened cementitious masses. In addition, an improvement in the tightness and chemical resistance, for example against penetration of chlorides, of building materials can be achieved.

Mikrosilika werden pulverförmig oder in wässriger Dispersion angeboten. Für die großtechnische kommerzielle Nutzung in der Bauindustrie ist es notwendig, Mikrosilika in einer sicheren, leicht zu handhabenden Form anzubieten, die beispielsweise mittels Pumpen transportierbar ist. Diese Anforderungen werden am ehesten durch die Bereitstellung von Mikrosilika in Form einer wässrigen Dispersion erfüllt. Um die Versand- und Lagerkosten zu minimieren, ist es wünschenswert, Mikrosilika-Dispersionen mit einer hohen Feststoffkonzentration zu verwenden, das heißt mit einem Anteil von mindestens 30 Gew.-% an Mikrosilika-Partikeln.Microsilica is available in powder form or in aqueous dispersion. For large-scale commercial use in the construction industry, it is necessary to offer microsilica in a safe, easy-to-use form that can be transported, for example, by means of pumps. These requirements are best met by providing microsilica in the form of an aqueous dispersion. In order to minimize the shipping and storage costs, it is desirable to use microsilica dispersions with a high solids concentration, that is to say with a proportion of at least 30% by weight of microsilica particles.

Problematisch ist dabei, dass Mikrosilika-Dispersion mit so hohen Feststoffkonzentrationen zur Sedimentation und Gelierung neigen. Da die Verwendung in der Bauindustrie vielfach Transport- und Lager-Zeiten von bis zu mehreren Wochen mit sich bringt, ist die Verhinderung von Sedimentation und Gelierung von besonderer Bedeutung.The problem here is that microsilica dispersion with such high solids concentrations tend to sediment and gel. Since the use in the construction industry often involves transport and storage times of up to several weeks, the prevention of sedimentation and gelation is of particular importance.

Aus der EP 0 246 181 A1 ist bekannt, die Lagerstabilität vom Mikrosilika-Dispersionen mit einer Kombination aus Komplexbilner, beispielsweise EDTA, und anionischem Dispergiermittel, beispielsweise Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensationspolymer, und Einstellung eines pH-Werts von 5,0 bis 8,5 zu verbessern. Bei dem Verfahren der US 4,321,243 wird zur Stabilisierung EDTA zugegeben und ein pH-Wert von 3 bis 6 eingestellt. In der US 4,888,058 werden zur Stabilisierung vom Mikrosilika-Dispersionen Tripolyphosphat und/oder Zitronensäure sowie deren Salze eingesetzt. In der US 2005/0167105 A1 werden Mikrosilika-Partikel als Granulate eingesetzt, welche mit biologisch abbaubaren Polymeren, beispielsweise Cellulose, gebunden sind. Die WO 2018/052307 A1 beschreibt wässrige Mikrosilika-Dispersionen, welche mittels pH-Einstellung auf einen Bereich von 4 bis 7 und Zugabe von Polymilchsäure stabilisiert werden. Problematisch bei allen diesen Verfahren ist, dass die dabei eingesetzten Zusatzstoffe die hydraulische Bindung in zementären Massen verzögern oder die Umwelt belasten.From the EP 0 246 181 A1 is known to improve the storage stability of microsilica dispersions with a combination of complexing agent, for example EDTA, and anionic dispersing agent, for example naphthalenesulfonate-formaldehyde condensation polymer, and for adjusting a pH of 5.0 to 8.5. In the process of US 4,321,243 EDTA is added for stabilization and a pH of 3 to 6 is set. In the US 4,888,058 Tripolyphosphate and / or citric acid and their salts are used to stabilize microsilica dispersions. In the US 2005/0167105 A1 microsilica particles are used as granules, which are bound with biodegradable polymers, for example cellulose. The WO 2018/052307 A1 describes aqueous microsilica dispersions which are stabilized by adjusting the pH to a range from 4 to 7 and adding polylactic acid. The problem with all of these processes is that the additives used delay the hydraulic bonding in cementitious materials or pollute the environment.

Daher war es erwünscht, wässrige Mikrosilika-Dispersionen herzustellen, die zumindest für die typischen Versand- und Lagerzeiten stabil bleiben und die eben genannten Nachteile nicht aufweisen.It was therefore desirable to produce aqueous microsilica dispersions which remain stable at least for the typical shipping and storage times and do not have the disadvantages just mentioned.

Gegenstand der Erfindung sind wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln, dadurch gekennzeichnet dass diese mit Vinylalkohol-Copolymerisat stabilisiert sind.The invention relates to aqueous dispersions and dispersion powders of microsilica particles, characterized in that they are stabilized with vinyl alcohol copolymer.

Unter Mikrosilika ist ein feinkörniges Siliziumdioxid zu verstehen, welches die Anforderungen und Konformationskriterien gemäß DIN EN 13263-1 erfüllt. Die Mikrosilika-Partikel haben vorzugsweise eine mittlere Primärteilchen-Partikelgröße d-PP von ≤ 45 µm, bestimmt mittels statistischer Laserbeugungsanalyse. Die genannten Mikrosilika-Produkte sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der Firma Elkem ASA.Microsilica is a fine-grained silicon dioxide that meets the requirements and conformation criteria DIN EN 13263-1 Fulfills. The microsilica particles preferably have an average primary particle particle size d-PP of 45 45 μm, determined by means of statistical laser diffraction analysis. The microsilica products mentioned are commercially available, for example from Elkem ASA.

Zur Stabilisierung geeignet sind Vinylalkohol-Copolymerisate mit

  1. a) 80 bis 99,5 Mol-%, vorzugsweise 85 bis 97 Mol-% Vinylalkohol-Monomereinheiten,
  2. b) 0,5 bis 15 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 5 Mol-% Vinylacetat-Monomereinheiten,
  3. c) 0 bis 10 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einem oder mehreren Sulfonsäure-Resten sowie deren Salze, ableiten,
  4. d) 0 bis 10 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von Vinylestern von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 3 bis 18 C-Atomen ableiten, wobei sich die Angaben in Mol-% jeweils auf 100 Mol-% aufaddieren.
Vinyl alcohol copolymers are also suitable for stabilization
  1. a) 80 to 99.5 mol%, preferably 85 to 97 mol% of vinyl alcohol monomer units,
  2. b) 0.5 to 15 mol%, preferably 1 to 5 mol% of vinyl acetate monomer units,
  3. c) 0 to 10 mol%, preferably 1 to 10 mol%, of monomer units which are derived from ethylenically unsaturated monomers with one or more sulfonic acid residues and their salts,
  4. d) 0 to 10 mol%, preferably 1 to 10 mol%, of monomer units which are derived from vinyl esters of unbranched or branched alkylcarboxylic acids having 3 to 18 carbon atoms, the details in mol% each being 100 mol% add up.

Als Monomere c) geeignete Monomere mit Sulfonsäure-Gruppe sind Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure, p-Methallyloxyphenylsulfonsäure, und Sulfonsäuren der allgemeinen Formel CH2=CR1-CO-X-CR2R3-R4-SO3H, wobei X = O oder NH, und R1, R2, R3 gleich oder verschieden sind und die Bedeutung H und C1- bis C3-Alkyl haben, und R4 C1- bis C4-Alkylen ist, sowie die Salze der genannten Säuren. Bevorzugt werden Vinylsulfonsäure, Sulfopropyl(meth)acrylat, 2-Acrylamido-2-Methylpropansulfonsäure und Methallylsulfonsäure, 1-Allyloxy-2-Hydroxy-Sulfonsäure, Acrylsäure-(3-sulfopropyl)-Ester, Methacrylsäure-(3-sulfopropyl)-Ester, Itaconsäure-bis-(3-sulfopropyl)-Ester, sowie die Salze der genannten Säuren. Am meisten bevorzugt werden als Monomere c) Vinylsulfonsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, und deren Salze.Suitable monomers c) with monomers having a sulfonic acid group are vinylsulfonic acid, styrene sulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, p-methallyloxyphenylsulfonic acid, and sulfonic acids of the general formula CH 2 = CR 1 -CO-X-CR 2 R 3 -R 4 -SO 3 H, where X = O or NH, and R 1 , R 2 , R 3 are identical or different and have the meaning H and C 1 - to C 3 -alkyl, and R 4 is C 1 - to C 4 -alkylene, and the Salts of the acids mentioned. Vinyl sulfonic acid, sulfopropyl (meth) acrylate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and methallylsulfonic acid, 1-allyloxy-2-hydroxy sulfonic acid, acrylic acid (3-sulfopropyl) ester, methacrylic acid (3-sulfopropyl) ester are preferred, Itaconic acid bis (3-sulfopropyl) ester, and the salts of the acids mentioned. Most preferred as monomers c) are vinylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and their salts.

Als Monomere d) geeignet sind Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Vinyllaurat, 1-Methylvinylacetat und Vinylester von α-verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 13 C-Atomen, beispielsweise Vinylpivalat, VeoVa9R, VeoVa10R oder VeoVa11R (Handelsnamen der Firma Hexion). Bevorzugt sind die Vinylester von α-verzweigten Monocarbonsäuren mit 9 bis 10 C-Atomen (VeoVa9R und VeoVa10R) .Suitable monomers d) are vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl laurate, 1-methyl vinyl acetate and vinyl esters of α-branched monocarboxylic acids having 5 to 13 carbon atoms, for example vinyl pivalate, VeoVa9 R , VeoVa10 R or VeoVa11 R (trade name of Company Hexion). The vinyl esters of α-branched monocarboxylic acids having 9 to 10 carbon atoms (VeoVa9 R and VeoVa10 R ) are preferred.

Die Vinylalkohol-Colymerisate können in bekannter Weise mittels radikalischer Polymerisation von Vinylacetat, gegebenenfalls mit den unter c) und d) genannten Comonomeren und anschließender Hydrolyse der dabei erhaltenen Polymerisate hergestellt werden. Geeignete Polyvinylalkohole und sulfonierte Polyvinylalkohole sind auch im Handel erhältlich.The vinyl alcohol polymers can be prepared in a known manner by free-radical polymerization of vinyl acetate, optionally with the comonomers mentioned under c) and d) and subsequent hydrolysis of the polymers obtained in this way. Suitable polyvinyl alcohols and sulfonated polyvinyl alcohols are also commercially available.

Die wässrigen Dispersionen von Mikrosilika-Partikeln enthalten 20 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-% Mikrosilika, jeweils bezogen auf die Summe der Gewichtsanteile von Mikrosilika und Wasser. Die Menge an Vinylalkohol-Copolymerisat in der wässrigen Mikrosilika-Dispersion oder im Mikrosilika-Dispersionspulver beträgt 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 10 Gew.-% Vinylalkohol-Copolymerisat, jeweils bezogen auf den Gewichtsanteil von Mikrosilika in der Dispersion oder im Dispersionspulver.The aqueous dispersions of microsilica particles contain 20 to 60% by weight, preferably 30 to 50% by weight, of microsilica, in each case based on the sum of the parts by weight of microsilica and water. The amount of vinyl alcohol copolymer in the aqueous microsilica dispersion or in the microsilica dispersion powder is 1 to 20% by weight, preferably 3 to 10% by weight, of vinyl alcohol copolymer, in each case based on the weight fraction of microsilica in the dispersion or in Dispersion powder.

Zur Herstellung der wässrigen Dispersionen von Mikrosilika-Partikeln wird vorzugsweise so vorgegangen, dass das Vinylalkohol-Copolymerisat in Wasser gelöst vorgelegt wird und die pulverförmigen Mikrosilika-Partikel zu dieser Lösung zugegeben und dispergiert werden.To prepare the aqueous dispersions of microsilica particles, the procedure is preferably such that the vinyl alcohol copolymer is initially dissolved in water and the powdery microsilica particles are added to this solution and dispersed.

Die Mikrosilika-Partikel können vor der Einarbeitung verpackt, beispielsweise in Säcken, vorliegen oder in loser Form gelagert sein, beispielsweise in Silos oder Großgebinden. Die Zudosierung der Mikrosilika-Partikel kann über Sackschütten, Dosiersilos mit und ohne Verwägung oder durch direkte Förderung aus Lagersilos oder Großgebinden durch geeignete Förderanlagen wie Druckluftmembranpumpen erfolgen. Zum Dispergieren werden die Mikrosilika-Partikel mittels Schütteln, beispielsweise mit einem Taumelmischer oder einem High Speed Mixer, oder mittels Rühren, beispielsweise mit einem Balkenrührer oder Dissolver, eingearbeitet.Before being incorporated, the microsilica particles can be packaged, for example in sacks, or stored in bulk, for example in silos or large containers. The microsilica particles can be metered in via sack chutes, dosing silos with and without weighing or by direct conveyance from storage silos or large containers using suitable conveying systems such as compressed air membrane pumps. For dispersing, the microsilica particles are incorporated by shaking, for example with a tumble mixer or a high-speed mixer, or by means of stirring, for example with a bar stirrer or dissolver.

Das Dispergieren der Mikrosilika-Partikel kann anschließend oder parallel zur Zugabe der Mikrosilika-Partikel erfolgen. Bevorzugt ist paralleles Dispergieren. Paralleles Dispergieren bedeutet dabei, dass mit Beginn des Zudosierens der Mikrosilika-Partikel in die wässrige Phase der Dispergierprozess beginnt. Hierfür sind vorzugsweise schnellaufende Rührer, schnellaufende Dissolver, beispielsweise mit Umlaufgeschwindigkeiten von 1 bis 50 m/s, schnellaufende Rotor-Stator Systeme, Sonolatoren, Scherspalte, Düsen oder Kugelmühlen geeignet.Besonders geeignet ist zur Dispergierung der Mikrosilika-Partikel der Einsatz von Ultraschall im Bereich von 5 Hz bis 500 kHz. Gegebenenfalls kann die Dispergierung durch Kombination verschiedener Methoden erfolgen, z.B. Vordispergierung mittels Dissolver oder Induktor mit anschließender Feindispergierung durch Ultraschallbehandlung. Die Herstellung kann in diskontinuierlichen und in kontinuierlichen Verfahren erfolgen. Bevorzugt sind kontinuierliche Verfahren.The microsilica particles can be dispersed subsequently or in parallel with the addition of the microsilica particles. Parallel dispersion is preferred. Parallel dispersing means that when the microsilica particles are metered into the aqueous phase, the dispersing process begins. High-speed stirrers, high-speed dissolvers, for example with circulation speeds of 1 to 50 m / s, high-speed rotor-stator systems, sonolators, shear gaps, nozzles or ball mills are particularly suitable for this. The use of ultrasound in the area is particularly suitable for dispersing the microsilica particles from 5 Hz to 500 kHz. If necessary, the dispersion can be carried out by combining different methods, e.g. Predispersion using a dissolver or inductor followed by fine dispersion using ultrasound treatment. They can be produced in batch and in continuous processes. Continuous processes are preferred.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die wässrigen Mikrosilika-Dispersionen auf einen pH-Wert von 6 bis 8 eingestellt.In a preferred embodiment, the aqueous microsilica dispersions are adjusted to a pH of 6 to 8.

Die Trocknung der wässrigen Dispersion der Mikrosilika-Partikel kann beispielsweise mittels Wirbelschichttrocknung, Gefriertrocknung oder Sprühtrocknung erfolgen. Vorzugsweise werden die Mikrosilikadispersionen sprühgetrocknet. The aqueous dispersion of the microsilica particles can be dried, for example, by means of fluidized-bed drying, freeze-drying or spray drying. The microsilica dispersions are preferably spray-dried.

Die wässrigen Dispersionen oder in Wasser dispergierbaren Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln eignen sich zur Verwendung in zementhaltigen oder zementfreien Baustoffmassen, in pastöser Form oder als Trockenmörtel. Beispiele für Baustoffmassen sind Putze, Mörtel, Estriche und Beton. Die wässrigen Dispersionen oder Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln eignen sich auch zur Verwendung in Klebe-, Dichtungs-, Spachtel- und Anstrichmassen.The aqueous dispersions or water-dispersible dispersion powders of microsilica particles are suitable for use in cementitious or cementless building materials, in pasty form or as dry mortar. Examples of building materials are plasters, mortar, screeds and concrete. The aqueous dispersions or dispersion powders of microsilica particles are also suitable for use in adhesives, sealants, fillers and paints.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung:

  • Herstellung von Polyvinylalkohol 1 (PVOH 1):
    • In einem 70-Liter-Reaktor mit Rührer und Kühler wurden folgende Stoffe vorgelegt:
      • 12660 g Methanol, 31 g t-Butyl-Peroxypivalat (PPV, 75 %-ige wässrige Lösung), 177 g Vinylester der VersaticsäureR10 (Veo-VaR10), 3290 g Vinylacetat, 233 g Vinylsulfonat (25 %-ige wässrige Lösung).
The following examples serve to explain the invention further:
  • Production of polyvinyl alcohol 1 (PVOH 1):
    • The following substances were placed in a 70 liter reactor with stirrer and cooler:
      • 12,660 g of methanol, 31 g of t-butyl peroxypivalate (PPV, 75% aqueous solution), 177 g of vinyl ester of versatic acid R 10 (Veo-Va R 10), 3,290 g of vinyl acetate, 233 g of vinyl sulfonate (25% aqueous Solution).

Unter Rühren unter Stickstoffatmosphäre wurde die Mischung auf 60°C aufgeheizt und 30 Minuten polymerisiert. Danach wurden folgende Stoffe zudosiert:

  • Eine Initiatorlösung mit 125 g PPV in 1880 g Methanol wurde innerhalb 240 Minuten zudosiert.
With stirring under a nitrogen atmosphere, the mixture was heated to 60 ° C. and polymerized for 30 minutes. The following substances were then added:
  • An initiator solution with 125 g PPV in 1880 g methanol was metered in over 240 minutes.

Eine Monomermischung 1 mit 999 g VeoVaR10 und 18661 g Vinylacetat wurde mit einer Dosierzeit von 180 Minuten zudosiert. Eine Monomerlösung 2 aus 1319 g einer 25 %-igen, wässrigen Lösung von Vinylsulfonat wurde mit einer Dosierzeit von 195 Minuten zudosiert.A monomer mixture 1 with 999 g VeoVa R 10 and 18661 g vinyl acetate was metered in with a metering time of 180 minutes. A monomer solution 2 from 1319 g of a 25% aqueous solution of vinyl sulfonate was metered in with a metering time of 195 minutes.

Nach Dosierende wurde der Reaktor verriegelt, der Druck im Reaktor auf 0,2 bar erhöht und bei 100°C eine Stunde nachpolymerisiert. Danach wurde die Polymerlösung auf 30°C abgekühlt und mit Methanol auf eine 31 Gew.-%-ige Lösung verdünnt. Die Polymerlösung wurde ohne Rühren mit 38440 g Methanol überschichtet und danach eine Mischung aus 775 g Methanol und 657 g 46 %-iger Natronlauge zugegeben und gerührt. Nach zwei Stunden wurde die Lösung mit 342 g Essigsäure (99,8 %-ig) neutralisiert. Anschließend wurden Methanol und die Nebenprodukte mittels Dampfstrippen entfernt. Nach dem Strippen wurde das Vinylalkohol-Copolymerisat in Wasser aufgenommen und auf eine 20 Gew.%-ige Lösung verdünnt.After the end of metering, the reactor was locked, the pressure in the reactor increased to 0.2 bar and post-polymerized at 100 ° C. for one hour. The polymer solution was then cooled to 30 ° C. and diluted to a 31% by weight solution with methanol. The polymer solution was covered with 38440 g of methanol without stirring and then a mixture of 775 g of methanol and 657 g of 46% sodium hydroxide solution was added and stirred. After two hours the solution was neutralized with 342 g acetic acid (99.8%). Then methanol and the by-products were removed by steam stripping. After stripping, the vinyl alcohol copolymer was taken up in water and diluted to a 20% by weight solution.

Es wurde ein sulfonierter Polyvinylalkohol mit 2 Mol-% Vinylacetat-, 94,5 Mol-% Vinylalkohol-, 1,1 Mol-% Vinylsulfonat- und 2,3 Mol-% VeoVaR10-Monomereinheiten mit einer Viskosität der 20 Gew.-%-igen wässrigen Lösung von 1.355 mPa.s erhalten.A sulfonated polyvinyl alcohol with 2 mol% vinyl acetate, 94.5 mol% vinyl alcohol, 1.1 mol% vinyl sulfonate and 2.3 mol% VeoVa R 10 monomer units with a viscosity of 20% by weight % aqueous solution of 1,355 mPa.s obtained.

Polyvinylalkohol 2 (PVOH 2) :

  • Als PVOH 2 wurde eine 20 %-ige wässrige Lösung eines Vinylalkohol-Copolymerisats mit 88 Mol-% Vinylalkohol- und 12 Mol-% Vinylacetat-Monomereinheiten verwendet.
Polyvinyl alcohol 2 (PVOH 2):
  • A 20% aqueous solution of a vinyl alcohol copolymer with 88 mol% vinyl alcohol and 12 mol% vinyl acetate monomer units was used as PVOH 2.

Mikrosilika:

  • Es wurde ein Mikrosilika der Wacker Chemie AG mit einer mittleren Partikelgröße von 45 µm und mit einem SiO2-Anteil von über 96 Gew.-% verwendet.
Microsilica:
  • A microsilica from Wacker Chemie AG with an average particle size of 45 µm and with an SiO 2 content of over 96% by weight was used.

Herstellung der Mikrosilika-Dispersionen:

  • Die 20 Gew.-%-igen wässrigen Lösungen von PVOH 1 oder PVOH 2 wurden jeweils mit der in Tabelle 1 angegebenen Menge Wasser in einem Becher vorgelegt. Anschließend wurde das Mikrosilika unter Rühren zugegeben und 5 Minuten weitergerührt. Es wurden homogene Dispersionen erhalten.
Production of microsilica dispersions:
  • The 20% by weight aqueous solutions of PVOH 1 or PVOH 2 were each placed in a beaker with the amount of water given in Table 1. The microsilica was then added with stirring and stirring continued for 5 minutes. Homogeneous dispersions were obtained.

Testung der Stabilität der Mikrosilika-Dispersionen:

  • Die hergestellten Mikrosilika-Dispersionen wurden verschlossen bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wurde untersucht, ob eine Phasentrennung (Sedimentation) stattgefunden hatte.
Testing the stability of the microsilica dispersions:
  • The microsilica dispersions produced were stored closed at room temperature. After 24 hours, it was examined whether a phase separation (sedimentation) had taken place.

Testung der Redispergierbarkeit:

  • Für die Bestimmung der Redispergierbarkeit wurden die Mikrosilika-Dispersionen bei Raumtemperatur getrocknet. Nach der Trocknung wurden die damit erhaltenen Mikrosilika-Dispersionspulver gemahlen und gesiebt (Maschenweite von 1 mm).
Redispersibility testing:
  • To determine the redispersibility, the microsilica dispersions were dried at room temperature. After drying, the microsilica dispersion powders thus obtained were ground and sieved (mesh size of 1 mm).

Für den Redispergierbarkeitstest wurde 100 g Wasser in einem Becher vorgelegt und 50 g Mikrosilika-Dispersionspulver unter Rühren (Magnetrührer) zugegeben. Nach 5 Minuten Rühren wurde die damit erhaltene Dispersion filtriert (Maschenweite von 1 mm) und der Siebrückstand bestimmt.For the redispersibility test, 100 g of water were placed in a beaker and 50 g of microsilica dispersion powder were added with stirring (magnetic stirrer). After stirring for 5 minutes, the dispersion thus obtained was filtered (mesh size of 1 mm) and the sieve residue was determined.

Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, dass mit den erfindungsgemäß stabilisierten wässrigen Dispersionen oder in Wasser dispergierbaren Dispersionspulvern von Mikrosilika-Partikeln keine Sedimentation auftritt und sehr gute Redispergierbarkeit in Wasser erhalten wird. Tabelle 1: Beispiel PVOH 1 PVOH 2 Wasser Mikrosilika PVOH-Gehalt Sedimentation Siebrückstand Bsp. 1 30 g 56 g 120 g 5,0 % nein 1,5 g Bsp. 2 60 g 32 g 120 g 10,0 % nein 0,5 g Bsp. 3 30 g 56 g 120 g 5,0 % nein 1,8 g Bsp. 4 60 g 32 g 120 g 10,0 % nein 0,6 g The results in Table 1 show that with the aqueous dispersions stabilized according to the invention or water-dispersible dispersion powders of microsilica particles, no sedimentation occurs and very good redispersibility in water is obtained. Table 1: example PVOH 1 PVOH 2 water Microsilica PVOH content sedimentation Sieve residue Ex. 1 30 g 56 g 120 g 5.0% No 1.5 g Ex. 2 60 g 32 g 120 g 10.0% No 0.5 g Ex. 3 30 g 56 g 120 g 5.0% No 1.8 g Ex. 4 60 g 32 g 120 g 10.0% No 0.6 g

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • DIN EN 13263-1 [0009]DIN EN 13263-1 [0009]

Claims (10)

Wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln, dadurch gekennzeichnet dass diese mit Vinylalkohol-Copolymerisat stabilisiert sind.Aqueous dispersions and dispersion powders of microsilica particles, characterized in that they are stabilized with vinyl alcohol copolymer. Wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit Vinylalkohol-Copolymerisaten stabilisiert sind, mit a) 80 bis 99,5 Mol-% Vinylalkohol-Monomereinheiten, b) 0,5 bis 15 Mol-% Vinylacetat-Monomereinheiten, c) 0 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer oder mehreren Sulfonsäure-Resten sowie deren Salze, ableiten, d) 0 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von Vinylestern von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 3 bis 18 C-Atomen ableiten, wobei sich die Angaben in Mol-% jeweils auf 100 Mol-% aufaddieren.Aqueous dispersions and dispersion powders of microsilica particles after Claim 1 , characterized in that these are stabilized with vinyl alcohol copolymers, with a) 80 to 99.5 mol% of vinyl alcohol monomer units, b) 0.5 to 15 mol% of vinyl acetate monomer units, c) 0 to 10 mol% Monomer units which are derived from ethylenically unsaturated monomers with one or more sulfonic acid residues and their salts, d) 0 to 10 mol% of monomer units which are derived from vinyl esters of unbranched or branched alkylcarboxylic acids having 3 to 18 carbon atoms, where the data in mol% add up to 100 mol%. Wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit Vinylalkohol-Copolymerisaten stabilisiert sind, mit c) 1 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einem oder mehreren Sulfonsäure-Resten sowie deren Salze, ableiten,Aqueous dispersions and dispersion powders of microsilica particles after Claim 2 , characterized in that these are stabilized with vinyl alcohol copolymers, with c) 1 to 10 mol% of monomer units which are derived from ethylenically unsaturated monomers with one or more sulfonic acid residues and their salts, Wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit Vinylalkohol-Copolymerisaten stabilisiert sind, mit d) 1 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von Vinylestern von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 3 bis 18 C-Atomen ableiten.Aqueous dispersions and dispersion powders of microsilica particles after Claim 2 or 3rd , characterized in that these are stabilized with vinyl alcohol copolymers, with d) 1 to 10 mol% of monomer units which are derived from vinyl esters of unbranched or branched alkylcarboxylic acids having 3 to 18 carbon atoms. Wässrige Dispersionen von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Dispersionen von Mikrosilika-Partikeln 20 bis 60 Gew.-%, Mikrosilika enthalten, bezogen auf die Summe der Gewichtsanteile von Mikrosilika und Wasser.Aqueous dispersions of microsilica particles after Claim 1 to 4th , characterized in that the aqueous dispersions of microsilica particles contain 20 to 60 wt .-%, microsilica, based on the sum of the proportions by weight of microsilica and water. Wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Vinylalkohol-Copolymerisat in der wässrigen Mikrosilika-Dispersion oder im Mikrosilika-Dispersionspulver 1 bis 20 Gew.-% beträgt, bezogen auf den Gewichtsanteil von Mikrosilika in der Dispersion oder im Dispersionspulver.Aqueous dispersions and dispersion powders of microsilica particles after Claim 1 to 4th , characterized in that the amount of vinyl alcohol copolymer in the aqueous microsilica dispersion or in the microsilica dispersion powder is 1 to 20% by weight, based on the proportion by weight of microsilica in the dispersion or in the dispersion powder. Verfahren zur Herstellung der wässrigen Dispersionen von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylalkohol-Copolymerisat in Wasser gelöst vorgelegt wird und die pulverförmigen Mikrosilika-Partikel zu dieser Lösung zugegeben und dispergiert werden.Process for the preparation of aqueous dispersions of microsilica particles Claim 1 to 6 , characterized in that the vinyl alcohol copolymer is initially dissolved in water and the powdered microsilica particles are added to this solution and dispersed. Verfahren zur Herstellung der Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nach Anspruch 7 erhaltene wässrige Dispersion von Mikrosilika-Partikeln getrocknet wird.Process for the preparation of the dispersion powder of microsilica particles according to Claim 1 to 4th and 6 , characterized in that the after Claim 7 obtained aqueous dispersion of microsilica particles is dried. Verwendung der wässrigen Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 1 bis 6 in zementhaltigen oder zementfreien Baustoffmassen, jeweils in pastöser Form oder als Trockenmörtel.Using the aqueous dispersions and dispersion powder of microsilica particles after Claim 1 to 6 in cement-containing or cement-free building materials, each in pasty form or as dry mortar. Verwendung der wässrigen Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika-Partikeln nach Anspruch 1 bis 6 in Klebe-, Dichtungs-, Spachtel- und Anstrichmassen.Using the aqueous dispersions and dispersion powder of microsilica particles after Claim 1 to 6 in adhesive, sealant, filler and paint.
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