CN104837898B - 可再分散聚合物粉末 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水可再分散聚合物粉末(RDP)，其包含水不溶性成膜聚合物、胶体稳定剂以及橡胶粒子的共干燥掺合物。在所述RDP内存在橡胶并不显著影响再分散性，并且在并入水硬粘合组合物中时可提供所得水硬粘结组合物的物理特性的改进。

Description

可再分散聚合物粉末
技术领域
本发明涉及可再分散聚合物粉末。具体来说，本发明涉及一种可再分散聚合物粉末(RDP)，其适合在水硬粘合组合物、如基于水泥的瓷砖粘合剂(CBTA)或底涂层粘合剂或外部热绝缘复合系统(ETICS)的加固涂层中用作添加剂。还提供包含水硬性粘合剂和所述RDP的干混调配物以及包含所述干混调配物和水的水硬粘合组合物。另外，还提供用于制造所述RDP；将橡胶并入包含水硬性粘合剂的干混调配物中或水硬粘合组合物中作为组分；以及提供具有改进的拉伸强度的水硬粘结组合物的方法。
背景技术
显著努力已经并且持续致力于提供对废弃橡胶制品、特别是如机动车轮胎中所用的交联或硫化橡胶的环境可接受的处置或再循环机制。这种提供可接受的处置/再循环途径的持续需要特别急切，因为庞大规模生产(例如据估计在英国每年丢弃37,000,000个汽车和卡车轮胎并且这个数目开始与道路交通和汽车所有权的增长一致地增加，到2021年再增加39％)伴随着如下事实：由于橡胶轮胎极其耐用，经由填埋场处置是难以解决的，因为生物降解速率格外缓慢。因此，欧盟法规的实施已经禁止在填埋场处处置轮胎。另外，通过焚烧处置带来环境问题，因为轮胎燃烧往往会释放大量未燃尽的碳氢化合物和有害排放物到大气中，并且熔化轮胎还产生大批数量的油状物，其可能引起土壤和地下水的污染。因此，日益需要识别促进这类橡胶产品在处置之前再循环的替代解决方案。
已经提出用于橡胶产品的多个潜在的再循环途径。举例来说，废弃轮胎已经用作水泥制造操作中的燃料；用作新轮胎、室外运动场表面以及道路沥青中的填料(在细磨时)；或用作覆盖物。然而，为了考虑到不断增长的废弃橡胶产品数目，必须发现替代再循环途径。
用于废弃橡胶的最大潜在再循环途径之一是在建筑工业中，但土木工程中的废弃轮胎用量迄今非常低-目前土木工程应用(往往是单个项目中的小规模应用)中仅约4.5％用过的轮胎被再循环。具体来说，已知的是将粉末状橡胶并入(掺入)干混水泥质调配物中。举例来说，US-A-5244304A公开包含水泥粘合剂、可分散乳胶聚合物粘合剂以及矿物集料填料的铺路组合物。填料可由矿物细粒(如飞灰)、矿物集料(如沙子)和/或弹性体填料(如磨碎橡胶粒子)构成；US-A-5290356公开由包含波特兰水泥(Portland cement)、橡胶粉、水以及沙子(集料或轻集料)的混合物制成的混凝土/橡胶产品；以及KR-A-2011110967公开包含波特兰水泥、二氧化硅、磨碎轮胎橡胶、甲基纤维素、纤维素纤维以及可再分散聚合物粉末(RDP)树脂的瓷砖粘合剂。
由乳液聚合物，如乙酸乙烯酯/乙烯共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物以及乙酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物制成的RDP广泛用于如基于水泥的瓷砖粘合剂(CBTA)和ETICS粘合剂或加固涂层的各种建筑应用中以改进水泥质组合物的机械特性。
本发明的一个目的是提供废弃橡胶产品、具体来说交联或硫化橡胶(例如磨碎轮胎橡胶粒子)的方便并且环境可接受的用途。本发明的另一目的是提供改性的RDP，其在并入水硬粘合组合物、如水泥质组合物(例如CBTA或ETICS粘合剂或加固涂层)中时提供所得水硬凝结组合物的粘合强度的改进。
发明内容
本发明的各个方面如所附权利要求书中陈述。
根据第一方面，本发明提供一种包含水不溶性成膜聚合物和胶体稳定剂的共干燥掺合物的RDP，其中所述共干燥掺合物进一步包含橡胶粒子。
2.根据本发明的第一方面所述的RDP，其中所述水不溶性成膜聚合物包含苯乙烯-丁二烯共聚物或苯乙烯、丁二烯以及一或多种其它单体的共聚合产物。
3.根据第一方面或以上权利要求2所述的RDP，其中所述水不溶性成膜聚合物的玻璃转化温度使用福克斯(Fox)方程式计算是-60℃到80℃。
4.根据第一方面或前述权利要求中任一项所述的RDP，其中所述胶体稳定剂是聚乙烯醇。
5.根据第一方面或前述权利要求中任一项所述的RDP，其中所述胶体稳定剂的存在量以所述RDP的总干燥重量计是1重量百分比到20重量百分比。
6.根据第一方面或前述权利要求中任一项所述的RDP，其中所述水不溶性成膜聚合物与所述橡胶粒子的重量比是99∶1到1∶9。
7.根据第一方面或前述权利要求中任一项所述的RDP，其中所述橡胶粒子包含交联橡胶粒子。
8.根据权利要求7所述的RDP，其中所述交联橡胶粒子包含磨碎轮胎橡胶。
9.根据第一方面或前述权利要求中任一项所述的RDP，其中所述橡胶粒子的粒径是1000μm或更小。
根据第二方面，本发明提供一种制造RDP的方法，所述方法包含：
a.提供包含水不溶性成膜聚合物和胶体稳定剂的水性分散液；以及
b.干燥所述水性分散液，
其中所述水性分散液进一步包含橡胶粒子。
根据第三方面，本发明提供一种包含水硬性粘合剂和根据本发明的第一方面的0.1重量百分比到40重量百分比RDP的干混调配物。
根据第四方面，本发明提供一种包含本发明的第三方面的干混调配物和水的水硬粘合组合物。
13.根据以上本发明的第四方面所述的水硬粘合组合物，其是底涂层粘合剂或外部热绝缘复合系统(ETICS)的加固涂层或基于水泥的瓷砖粘合剂(CBTA)。
根据第五方面，本发明提供一种将橡胶并入包含水硬性粘合剂的干混调配物中或水硬粘合组合物中作为组分的方法，其中所述方法包含掺合根据本发明的第一方面的RDP与水硬性粘合剂。
根据第六方面，本发明提供一种提供具有改进的拉伸强度的水硬粘结组合物的方法，所述方法包含：
a.提供包含水硬性粘合剂和0.1重量百分比到40重量百分比RDP的干混调配物，所述RDP包含具有以下各者的共干燥掺合物：
i.水不溶性成膜聚合物，包含苯乙烯-丁二烯共聚物或苯乙烯、丁二烯以及一或多种其它单体的共聚合产物；以及
ii.胶体稳定剂；
b.组合所述干混调配物与水以形成水硬粘合组合物；以及
c.使所述水硬粘合组合物变干，
其中所述共干燥掺合物进一步包含橡胶粒子。
根据本发明制备的RDP表示废弃橡胶产品、具体来说交联或硫化橡胶(例如磨碎轮胎橡胶粒子)的方便并且环境可接受的用途。优选地，根据本发明制备的RDP在并入水硬粘合、具体来说水泥质组合物(如CBTA或ETICS粘合剂或加固涂层)中时提供所得水硬凝结组合物的粘合强度的改进。
具体实施方式
本说明书通篇中，除非另外说明，否则任何提及的百分比或重量百分比等都根据组合物的干燥重量表示。
“玻璃转化温度”或“Tg”是使用如下福克斯方程式[《美国物理协会通报》(Bulletin of the American Physical Society)1，3第123页(1956)]计算的共聚物的玻璃转化温度：
1/Tg＝w1/Tg(1)+w2/Tg(2)
对于共聚物，w1和w2是指两种单体以装入反应容器中的单体重量计的重量分率，以及Tg(1)和Tg(2)是指两种相应均聚物以开氏度计的玻璃转化温度。对于含有三种或更多种单体的聚合物，添加另一术语(wn/Tg(n))。出于本发明的目的，均聚物的玻璃转化温度是在“聚合物手册(Polymer Handbook)”，由J.布兰德鲁普(J.Brandrup)和E.H.伊默古特(E.H.Immergut)编，《国际科学出版社》(Interscience Publishers)，1966中报告的那些温度，除非所述出版物不报告特定均聚物的Tg，在这种情况下均聚物的Tg通过示差扫描比色测定(DSC)测量。为了通过DSC测量均聚物的玻璃转化温度，制备均聚物样本并且保持在氨或伯胺不存在的情况下。干燥均聚物样本，预加热到120℃，快速冷却到-100℃，并且接着以20℃/分钟速率加热到150℃同时收集资料。均聚物的玻璃转化温度使用半高方法在拐点的中点处测量。
术语“水硬性粘合剂”是指在湿或干条件下经由水合化学过程之后与水组合而固化并且硬化的任何材料。这类材料包括(但不限于)水泥、石灰、火山灰土壤、飞灰、石灰以及颗粒状鼓风炉渣。
术语“水硬粘合(hydraulically binding)”和“水硬粘结(hydraulicallybound)”各自指已经与水组合的含水硬性粘合剂的组合物，其中前一术语关于呈其可加工、未凝结形式的组合物，而后一术语涉及凝结过程完成之后的组合物。为了避免疑惑，如本文所用的术语“水硬性组合物”是指水硬粘合组合物与水硬粘结组合物两者。
已经出人意料地发现，橡胶粒子可并入RDP中作为共干燥添加剂而不对RDP本身或包含这类RDP的水硬粘结组合物的物理性能造成显著不利的影响。具体来说，已经发现，可产生完全可再分散粉末，其中一定比例(例如90％)的基础聚合物被替换为橡胶粒子。另外，已经发现，并入这类RDP之后，与包含常规RDP的组合物相比，未观测到对水硬性组合物的物理特性、例如拉伸粘合强度的显著不利影响。实际上，在将橡胶粒子并入含苯乙烯/丁二烯RDP中时，已经展示这类RDP在并入水硬性组合物中之后提供拉伸粘合强度的改进。
本发明的RDP包含水不溶性成膜聚合物、胶体稳定剂以及橡胶粒子的共干燥掺合物。优选地，水不溶性成膜聚合物是以下任一者：
a.苯乙烯-丁二烯共聚物或苯乙烯、丁二烯以及一或多种其它单体的共聚合产物；
b.乙酸乙烯酯-乙烯共聚物或乙酸乙烯酯、乙烯以及一或多种其它单体的共聚合产物；或
c.丙烯酸聚合物或丙烯酸单体和一或多种其它单体的共聚合产物，优选地，丙烯酸单体、苯乙烯以及任选地一或多种其它单体的共聚合产物。
更优选地，水不溶性成膜聚合物是苯乙烯-丁二烯共聚物或苯乙烯、丁二烯以及一或多种其它单体的共聚合产物。再更优选地，所述聚合物是苯乙烯、丁二烯、羧基官能单体以及任选地一或多种其它单体的共聚合产物。
优选地，水不溶性成膜聚合物的玻璃转化温度是-60℃到80℃。更优选地，所述聚合物的玻璃转化温度是-40℃到40℃。甚至更优选地，所述聚合物的玻璃转化温度是-20℃到25℃。如果Tg过高而不适用于水硬性组合物，那么最终使用特性(如柔韧性)受到不利影响，尤其在冷温度下，并且包含这类RDP的组合物往往会使裂纹扩展。
本发明的RDP包含胶体稳定剂作为共干燥添加剂。优选地，胶体稳定剂选自聚乙烯醇；水溶性多糖，例如淀粉和纤维素；蛋白质，如酪蛋白或大豆蛋白；以及木质素磺酸盐。更优选地，胶体稳定剂是聚乙烯醇。优选地，胶体稳定剂的包括量以共干燥水不溶性成膜聚合物和橡胶粒子的组合重量计是至少1wt.％，更优选地1wt.％到20wt.％，并且再更优选地5wt.％到15wt.％。
本发明的RDP包含可完全或部分地从废弃或再循环材料获得的橡胶粒子作为共干燥添加剂。橡胶粒子优选地包含交联或硫化橡胶粒子，如来源于废弃机动车轮胎的磨碎轮胎橡胶(GTR)。商业上供应的GTR呈许多粒径范围，其中最广泛类别的GTR一般被称作“磨碎橡胶”(1,520μm筛粒径、即10筛目或更小的废胶末)和“粗糙橡胶”(包含大于0.6cm的粒子)。
优选地，本发明中所用的橡胶粒子的粒径是1000μm或更小，优选地750μm或更小，更优选地500μm或更小。这类橡胶粒子优选地通过在环境(大约15℃到25℃)温度下撕碎用过的轮胎随后使撕碎的橡胶通过具有适当筛目粒径的筛来获得。
优选地，RDP包含呈99∶1到1∶9的聚合物与橡胶重量比的水不溶性成膜聚合物和橡胶粒子作为共干燥添加剂。据信，如果聚合物与橡胶比率低于1∶9，即RDP包含小于10wt.％聚合物，那么所得粉末的再分散性受到不利影响。更优选地，聚合物与橡胶比率是19∶1到1∶4，甚至更优选地是9∶1到2∶3，并且最优选地是7∶3到3∶2。
本发明的RDP可通过以下制备：a)提供包含水不溶性成膜聚合物、胶体稳定剂以及橡胶粒子的水性分散液；以及b)干燥所述水性分散液。
水性分散液可通过一起或依序掺合或掺混聚合物分散液和胶体稳定剂以及橡胶粒子来制备。举例来说，在喷雾干燥之前，胶体稳定剂可与聚合物分散液掺合并且搅拌以获得均质混合物，随后伴随继续搅拌将橡胶粒子添加到混合物中以获得均质混合物。优选地，水不溶性成膜聚合物的水性分散液与每种其它组分以依序方式掺合以获得均质分散液，接着干燥均质分散液以获得RDP。
除了水不溶性成膜聚合物、胶体稳定剂以及橡胶粒子之外，可在干燥水性分散液之前以常规量添加常规的任选添加剂。这类添加剂包括(但不限于)消泡剂、盐、乳化剂或表面活性剂、单糖以及二糖。优选地，将防结块剂、例如高岭土并入水性分散液/RDP中。当包括此类防结块剂时，在干燥过程期间将其添加到水性分散液中，并且如果需要，可在干燥过程完成之后将额外防结块剂并入RDP中。优选地，防结块剂的包括量以水性分散液的干燥重量计是40重量％或更少，更优选地20重量％或更少。
在水不溶性成膜聚合物是苯乙烯-丁二烯共聚物或苯乙烯、丁二烯以及一或多种其它单体的共聚合产物的实施例中，碱性化合物，例如碱金属或碱土金属氢氧化物，优选地在干燥过程之前添加到水性分散液中以便提高所得粉末的水分散性。
优选地，待干燥的水性分散液的固体含量以分散液的总重量计是30重量％到75重量％，更优选地35重量％到60重量％，甚至更优选地40重量％到60重量％。
优选的是，水性分散液通过喷雾干燥进行干燥。喷雾干燥可在常规喷雾干燥设备中进行，其中借助于单流体或多流体喷嘴或旋转盘式雾化器进行雾化。
本发明的RDP具有各种用途。RDP可在广泛多种范围的组合物(如建筑材料)中，具体来说在如CBTA和/或ETICS粘合剂/加固涂层的水硬性材料中用作功能添加剂。
根据另一方面，本发明提供一种干混调配物，其包含水硬性粘合剂和以调配物的总干燥重量计0.1重量百分比到40重量百分比、优选地0.5重量百分比到20重量百分比、更优选地1重量百分比到10重量百分比的本发明RDP。
任何常规水硬性粘合剂被认为是适合用于本发明。优选地，水硬性粘合剂是水泥，更优选地是选自由以下组成的群组的水泥：波特兰水泥、波特兰-矿渣水泥、波特兰-硅粉水泥、波特兰-火山灰水泥、波特兰-燃烧页岩水泥、高炉水泥、火山灰水泥、复合水泥、铝酸钙水泥以及其组合。再更优选地，水泥是波特兰水泥。在优选实施例中，所述组合物包含呈不低于10重量百分比、更优选地不低于20重量百分比并且甚至更优选地不低于30重量百分比的量的水硬性粘合剂。同时，优选的是，所述组合物包含不超过60重量百分比、更优选地不超过50重量百分比并且甚至更优选地不超过40重量百分比的水硬性粘合剂。
本发明的干混调配物可取决于所需最终用途包含额外的常规添加剂。举例来说，CBTA和/或ETICS粘合剂/加固涂层调配物通常包含40重量百分比到70重量百分比的精细集料填料(如石英砂)、0.05重量百分比到1重量百分比的水溶性纤维素醚，以控制流变学、保水性、防滑性并且提供改进的可加工性。另外，除了以上组分之外，本发明的干混调配物可包含一或多种选自以下各者的常规添加剂：有机或无机增稠剂和/或二级保水剂、防流挂剂、空气夹带剂、润湿剂、消泡剂、超塑化剂、分散剂、钙络合剂、缓凝剂、促进剂、防水剂、生物聚合物以及纤维，其中所有都是本领域中所熟知的并且可从商业来源获得。还可在本发明的RDP中提供这类额外添加剂作为共干燥添加剂。
本发明的一些实施例现应仅借助于例证说明进一步描述。除非另外说明，否则所有比率、份数以及百分比都表示按干燥重量计，并且除非另外说明，否则所有组分具有良好的商业级质量。列出实例和表中所用的缩写以及其相应描述：
MHEC 25k： 羟乙基甲基纤维素，可购自陶氏沃尔夫纤维素有限公司(Dow
Wolff Cellulosics GmbH)，如WALOCELTM MKX 25000PF 25L
MHEC 40k： 羟乙基甲基纤维素，可购自陶氏沃尔夫纤维素有限公司，如
WALOCELTM MKX 40000PF 01
水泥： 波特兰水泥(CEM I 42.5R)，可购自豪西蒙(Holcim)(德国) 公
司，生产工厂莱格尔多尔夫，如Holcim-Pur 4TM
FH31沙子： FH31石英砂，可购自卡兹沃克有限公司(Quarzwerke GmbH)， 弗
雷兴(Frechen)工厂
FH34沙子： FH34石英砂，可购自卡兹沃克有限公司，弗雷兴工厂
F36沙子： F36石英砂，可购自卡兹沃克有限公司，弗雷兴工厂
橡胶： 粒径≤400μm的再循环橡胶粒子(GTR)，其经由在环境(大约 20
℃)温度下撕碎用过的机动车轮胎并且筛选来获得
实例
在并入包含成膜聚合物、胶体稳定剂以及再循环橡胶粒子的共干燥掺合物的可再分散聚合物粉末之后，对基于水泥的瓷砖粘合剂(CBTA)和/或底涂层粘合剂/ETICS加固涂层的拉伸粘合强度的影响是通过比较包含这类含橡胶RDP的CBTA和ETICS加固涂层与包含常规RDP(存在或不存在共掺混橡胶粒子)的组合物来展现。
干混调配物的制备
在整个以下实例中，用于ETICS加固涂层的干混调配物通过组合水泥(30％)、FH31沙子(41.75％)、F36沙子(15％)、碳酸钙(10％)以及MHEC 25k(0.25％)，其中剩余3％由RDP或RDP与橡胶的组合构成来制备。类似地，用于CBTA的干混调配物通过组合水泥(35％)、FH34沙子(32.7％)、F36沙子(29％)以及MHEC 40k(0.25％)，其中剩余3％由RDP或RDP和橡胶的组合构成来制备。对于ETICS与CBTA调配物两者，干组分在3升聚乙烯袋中组合，随后密封聚乙烯袋并且手动震荡三分钟时段以便形成均质干混调配物。
水硬粘合(水泥)组合物的制备
在整个实例中，所需数量的水硬粘合组合物(CBTA或ETICS加固涂层)通过组合均质干混调配物与经测量量的水并且通过手工混合来制备。在每种情况下，水-固体因数如下计算：
ETICS组合物的评估
A)坍落(稠度)
根据CE 63.3测定ETICS组合物的坍落。接着如上计算水-固体因数，其中所添加的水的数量导致150±5mm标准坍落。
B)粘度
根据CE 5.17测定ETICS组合物的布洛克菲尔德(Brookfield)粘度，在混合ETICS组合物之后立即记录测量值并且在初始记录之后5分钟记录测量值。
C)拉伸粘合强度
根据CE 90.1测定ETICS组合物的粘合强度。在这类测试中，将已经涂覆有ETICS层的聚苯乙烯测试板在标准气候条件(23℃±2、50％相对湿度±5，在＜0.2m气流下)下存储12天，然后通过记录从聚苯乙烯板拉脱涂覆的粘合剂所需的力来定量粘合强度。另外，以肉眼观测从聚苯乙烯板的拉出物并且将性能等级分配成1级(“来自衬底的深拉出物”)到6级(“粘合剂明显脱离衬底”)。还使用混凝土板代替聚苯乙烯板重复所述测试。每个记录的粘合强度值表示9个获得的个别测试值的平均值。
CBTA组合物的评估
A)凝结时间
使用自动针入度计(Dettki AVM-14-PNS)，其由戴特凯梅斯自动化(DettkiMessautomatisierung)，78736埃普芬多尔夫(Epfendorf)/德国供应，根据CE.94.1测定CBTA的凝结时间。将样本放入针入度计中用于自动分析，从起始混合的理论上起始点计算凝结时间。在测试程序期间，针穿透限制在深度36mm的时间记录为凝结“起始”时间，其中针穿透限制在2mm深度的时间记录为凝结“结束”时间。通过从记录的结束值简单减去记录的起始值来计算凝结持续时间。
B)粘度
根据CE 5.17测定CBTA组合物的布洛克菲尔德粘度，在混合CBTA之后立即记录测量值并且在初始记录之后5分钟记录测量值。
C)拉伸粘合强度
根据欧洲标准EN 1348测定CBTA组合物的粘合强度。在这类测试中，在以下条件下存储粘合瓷砖之后测定拉伸粘合强度：
正常存储(7d)： 粘合瓷砖在标准气候条件(23℃和50％相对湿度)下存储7天
正常存储(28d)： 粘合瓷砖在标准气候条件下存储28天
水存储： 粘合瓷砖在标准气候条件下存储7天，随后水浸20天，随后在标
准气候条件下存储最后一天
热存储： 粘合瓷砖在标准气候条件下存储14天，随后在70±3℃下空气
循环烘箱中存储14天，随后在标准气候条件下存储最后一天
冻融存储： 粘合瓷砖在标准气候条件下存储7天，随后水浸21天，随后开始
25次冻融循环。在每个冻融循环中，将粘合瓷砖从水中去除并
且在冷室(-15±3℃)中放置120±20分钟，随后再浸入水(+15
±3℃)中，将瓷砖在所述水温下保持最少120分钟，随后开始下
一个冻融循环(如果需要)。在完成最终循环之后，将瓷砖在标
准气候条件下存储最后一天
D)晾置时间
根据欧洲标准EN 1346测定CBTA组合物的晾置时间。在这类测试中，在标准气候条件(23℃±2、50％相对湿度±5，在＜0.2m气流下)下存储28天之后通过施加以250±50N/s恒定速率增加的力测定粘合剂的拉伸粘合强度。晾置时间，以N/mm2测量，记录为在涂覆CBTA组合物之后以10分钟、20分钟以及30分钟的时间间隔将瓷砖嵌入粘合剂内之后的粘合强度。如下所示将CBTA分类：
实例1：RDP制备
为了展现本发明的效果，如以下表1中所示制备九种RDP。在每个实例中，制备含有苯乙烯/丁二烯(SB)、乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)或含丙烯酸聚合物的水性分散液，并且在SB分散液的情况下，将乳胶的pH调整到pH 11。接着将聚乙烯醇(PVOH)添加到水性分散液中，随后添加(如果需要)橡胶粒子。接着充分混合所得橡胶乳胶掺混物，随后以实验室规模进行喷雾干燥(水分蒸发：1kg/h；气流：80kg/h；入口空气温度：130℃到180℃；出口温度：50℃到70℃；防结块剂的单独剂量(12％高岭土))。
表1
*MelmentTM F10是磺化三聚氰胺缩聚产物，如由巴斯夫(BASF)市售的超塑化剂。
实例2：ETICS加固涂层
为了展现包含橡胶粒子作为共干燥添加剂的RDP的效果，如以下表2和表2A中所示制备六种ETICS调配物。在每个实例中，如以上详述制备干混调配物，其中所述调配物视情况而定包含3％的实例1RDP或包含2.4％的实例1RDP和0.6％橡胶粒子的掺混物。
表2
表2A
关于含SB RDP，显而易见的是，在并入包含橡胶粒子作为共干燥添加剂的RDP之后，组合物的需水量与不含橡胶组合物(实例2.1和实例2.2)以及包含不含橡胶RDP和橡胶粒子的掺混物的组合物(实例2.3)相比减少。因此，由于低需水量被认为提供良好再分散性和粘合特性的明确指示，可推断将橡胶并入RDP中作为共干燥添加剂对再分散性或粘合力不具有负面影响。另外，需水量在橡胶并入含丙烯酸RDP中之后并未增加(参见实例2.4对比实例2.8)的事实还指示将橡胶并入这类RDP系统中对再分散性和/或粘合力不具有显著负面影响。
含SB RDP资料明确指示本发明的组合物展现聚苯乙烯与混凝土性能测试中拉伸粘合强度的改进。另外，展示这些组合物导致在从聚苯乙烯分离粘合剂之后拉出物的减少。具体来说，实例2.5和实例2.6，其各自包含含20％橡胶作为共干燥添加剂的RDP，在所测试的含聚苯乙烯组合物中提供最强粘合力和最佳性能等级。
另外，尽管在将橡胶并入含丙烯酸RDP中之后未观测到拉伸强度的这类增加，显而易见的是，包括橡胶并不导致拉伸强度的显著降低。
还展示本发明的含SB RDP实例具有增加的灰浆密度，其还表明将橡胶并入含SBRDP中作为共干燥添加剂对ETICS组合物的整体稳定具有有利影响。
实例3基于水泥的瓷砖粘合剂调配物(CBTA)
为了展现包含橡胶粒子作为共干燥添加剂的RDP的效果，如以下表3和表4中所示制备六种CBTA调配物。在表3的实例中，如以上详述制备干混调配物，其中所述调配物视情况而定包含3％的实例1含SB RDP或包含2.4％的实例1含SB RDP和0.6％橡胶粒子的掺混物。表4中提供包含含VAE RDP的类似实例。
表3
表4
显而易见的是，在并入包含橡胶粒子作为共干燥添加剂的含SB RDP或含VAE RDP之后，组合物的需水量与不含橡胶的组合物(参见实例3.1对比实例3.3；实例3.4对比实例3.6；实例3.7对比实例3.9；以及实例3.10对比实例3.12)以及包含不含橡胶RDP和橡胶粒子的掺混物的组合物(参见实例3.2对比实例3.3；实例3.5对比实例3.6；实例3.8对比实例3.9；以及实例3.11对比实例3.12)相比未显著增加。因此，由于低需水量被认为提供良好再分散性和粘合特性的明确指示，可推断将橡胶并入含VAE RDP或含SB RDP中作为共干燥添加剂对所测试CBTA调配物的内在再分散性或粘合力不具有显著负面影响。
另外，尽管在表4的含VAE RDP实例中未观测到显著粘合力改进，表3中包括的资料明确指示本发明的含SB RDP实例与不含橡胶的组合物(参见实例3.1对比实例3.3；和实例3.4对比实例3.6)以及包含不含橡胶RDP和橡胶粒子的掺混物的组合物(参见实例3.2对比实例3.3；和实例3.5对比实例3.6)相比展现拉伸粘合强度的改进。
总之，所提供的ETICS和CBTA资料明确展现废弃橡胶、如交联或硫化橡胶的粒子(例如磨碎轮胎橡胶)可并入RDP中作为共干燥添加剂以用于水硬粘合(例如水泥质)组合物中。因此，由于可制备完全可再分散粉末，其中一定比例(例如高达90％)的基础聚合物可替换为橡胶粒子，这类技术表示废弃橡胶产品的环境可接受的用途。
另外，具体关于含SB RDP技术，明显的是，并入这类橡胶产品不仅提供废弃橡胶产品的用途，而且提供可再分散粉末，所述可再分散粉末在并入水硬粘合、具体来说水泥质组合物(如CBTA或ETICS加固涂层)中时提供所得水硬凝结组合物的粘合强度的改进。

Claims (13)

1.一种水可再分散聚合物粉末(RDP)，包含水不溶性成膜聚合物和胶体稳定剂的共干燥掺合物，其中所述共干燥掺合物进一步包含橡胶粒子；其中所述橡胶粒子包含交联橡胶粒子；其中所述交联橡胶粒子包含磨碎轮胎橡胶。
2.根据权利要求1所述的RDP，其中所述水不溶性成膜聚合物包含苯乙烯-丁二烯共聚物或苯乙烯、丁二烯以及一或多种其它单体的共聚合产物。
3.根据权利要求1所述的RDP，其中所述水不溶性成膜聚合物的玻璃转化温度使用福克斯(Fox)方程式计算是-60℃到80℃。
4.根据权利要求1所述的RDP，其中所述胶体稳定剂是聚乙烯醇。
5.根据权利要求1所述的RDP，其中所述胶体稳定剂的存在量以所述RDP的总干燥重量计是1重量百分比到20重量百分比。
6.根据权利要求1所述的RDP，其中所述水不溶性成膜聚合物与所述橡胶粒子的重量比是99:1到1:9。
7.根据权利要求1所述的RDP，其中所述橡胶粒子的粒径是1000μm或更小。
8.一种制造RDP的方法，所述方法包含：
a.提供包含水不溶性成膜聚合物和胶体稳定剂的水性分散液；以及
b.干燥所述水性分散液，
其中所述水性分散液进一步包含橡胶粒子；
其中所述橡胶粒子包含交联橡胶粒子；其中所述交联橡胶粒子包含磨碎轮胎橡胶。
9.一种包含水硬性粘合剂和0.1重量百分比到40重量百分比RDP的干混调配物，所述RDP包含水不溶性成膜聚合物和胶体稳定剂的共干燥掺合物，其中所述共干燥掺合物进一步包含橡胶粒子；其中所述橡胶粒子包含交联橡胶粒子；其中所述交联橡胶粒子包含磨碎轮胎橡胶。
10.一种水硬粘合组合物，包含根据权利要求9所述的干混调配物和水。
11.根据权利要求10所述的水硬粘合组合物，其是底涂层粘合剂或外部热绝缘复合系统(ETICS)的加固涂层或基于水泥的瓷砖粘合剂(CBTA)。
12.一种将橡胶并入包含水硬性粘合剂的干混调配物中或水硬粘合组合物中作为组分的方法，其中所述方法包含掺合根据权利要求1所述的RDP与水硬性粘合剂。
13.一种提供具有改进的拉伸强度的水硬粘结组合物的方法，所述方法包含：
a.提供包含水硬性粘合剂和0.1重量百分比到40重量百分比RDP的干混调配物，所述RDP包含具有以下各者的共干燥掺合物：
i.水不溶性成膜聚合物，包含苯乙烯-丁二烯共聚物或苯乙烯、丁二烯以及一或多种其它单体的共聚合产物；以及
ii.胶体稳定剂；
b.组合所述干混调配物与水以形成水硬粘合组合物；以及
c.使所述水硬粘合组合物变干，
其中所述共干燥掺合物进一步包含橡胶粒子；
其中所述橡胶粒子包含交联橡胶粒子；其中所述交联橡胶粒子包含磨碎轮胎橡胶。
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