CZ300278B6

CZ300278B6 - Redispergovatelná disperze polymeru, zpusob její výroby a její použití

Info

Publication number: CZ300278B6
Application number: CZ0102999A
Authority: CZ
Inventors: Haupt@Martin; Axmann@Heinz
Original assignee: Basf Se
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2009-04-08
Also published as: SK286649B6; HUP0001646A2; EP0928308A1; HU229650B1; AT403914B; DE59713021D1; PL196217B1; SK36999A3; AU4444197A; CZ102999A3; HUP0001646A3; EP0928308B1; PL332251A1; ATA169196A; WO1998013411A1

Abstract

Redispergovatelná disperze polymeru na bázi vinylacetátu, styrenu, esteru kyseliny akrylové a jejich kopolymeru, vysušitelná rozstrikováním, kde micely z emulzního polymeru vytvárející cástice polymeru mají povlak z amfoterního polymeru, s výjimkou prípadu založeného na kaseinu, pricemž celkový náboj micel je nezmenen. Pri zpusobu výroby se disperze získaná z emulzní polymerace pridá k roztoku amfoterního polymeru a suší se rozstrikováním v proudu horkého vzduchu. Redispergovatelné disperze jsou vhodné jako náterové a povlakové hmoty.

Description

Redispergovatelná disperze polymerů, způsob její výroby a její použití

Oblast techniky

Tento vynález se týká redispergovatelných disperzí polymerů na bázi vinylacelátii, styrenu, akrylátu a jejich kopolymerů vysušítelných rozstřikováním, způsobu jejich výroby a použití těchto redispergovatelných disperzí pro výrobu suchých směsí pro nátěrově a povlakové hmoty, a v kombinace s hydraulicky tuhnoucími hmotami, pro výrobu vysoce ohebných, roztažných povlaků překonávajících trhliny.

Dosavadní stav techniky

Redispergovatelné disperze sušené rozstřikováním jsou rovněž příležitostně označovány jako suché disperze. Tímto se rozumějí pojivové látky ve formě prášku, redisperze schopné látky, které jednoduchým smícháním s vodou se dají převést na použitelnou formu.

Z Lil’—AI 0 654 454. EP-A 1 0 629 650, EP-AI 0 671 435, DE-A 1 40 21 216 a DE-Al 41 18 007 je známo, že suché disperze s nižší teplotou skelného přechodu lze principiálně vyrábět dvojím způsobem.

První způsob je tak zvaná „core-shcll“ (jádro obal) metoda. Tato spočívá v tom. ž.e se na měkké polymerní jádro napolymeruje v rámci polymerace tvrdý, ve vodě rozpustný polymerní plášť.

Druhý způsob předpokládá, že po výrobě polymerní disperze s nižší teplotou skelného přechodu se používá vc vodě rozpustná povlaková látka nebo látka usnadňující rozstřikování, která má při sušení rozstřikováním snížit respektive zabránit lepivosti polymemích částeček.

Oba způsoby výroby vedou kviče či méně dobré možnosti redisperze suché disperze, přičemž schopnost redisperze je někdy zhoršována nutným nasazením vysokého množství povlakových látek, Dále musí být nasazen poměrně vysoký podíl povlakové látky, který může dosahovat 20 až 25 %, aby byl při sušení rozstřikováním zachován neshlukující se, nelepící sc prášek. Vysoký podíl povlakové látky může být nevýhodou, jelikož použitá povlaková látka vykazuje většinou vedlejší účinky. Nebereme-li v potaz žádoucí vedlejší účinky, například zkapalnění, objevují se především nežádoucí vedlejší účinky, jako například rozpraskáni, když sc suchá suspenze použije v kombinaci s cementem. Je jen velice obtížné dosáhnout vysoce pružných, v tahu a proti popraskání odolných krycích vrstev s polymerním práškem, který je opatřen povlakovou látkou.

Tento vy nález vznikl na základě úkolu připravit novou, rozstřikováním sušenou disperzi a najít způsob jej i výroby.

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je redispergovatelná disperze polymerů na bázi vinvlacetátu, sty renu, esterů kyseliny akrylové ajejich kopolymerů, vysušitelná rozstřikováním, jejíž podstata spočívá vtom, žc inicely zemulzniho polymeru vytvářející částice polymeru máji povlak z amfoterního poly meru, s výjimkou případu založeného na kaseinu, přičemž celkový náboj micel je nezměněn.

Výhodné provedení tohoto vynálezu je založeno na disperzi, jejíž podstata spočívá vtom. že rozstřikováním sušený emulzní polymer vykazuje teplotu skelného přechodu od 5 do -70 °C.

Jiné výhodné provedení tohoto vynálezu je založeno na disperzi, jejíž podstata spočívá v tom, žc emulzní polymer obsahuje anionické skupiny. Obzvláště výhodně v disperzi anioniekými skupinami jsou skupiny vzorce -COOH.

Další výhodné provedení tohoto vynálezu je založeno na disperzi, jejíž podstata spočívá v tom. že amfoterní polymer má teplotu skelného přechodu, která je nejméně nad teplotou místnosti. Obzvláště výhodně u disperze teplota skelného přechodu je v rozmezí od 50 do více než 130 ^CC.

Výhodné provedení tohoto vynálezu je rovněž založeno na disperzi, jejíž podstata spočívá v tom, že povlaková látka je vytvořena z polv.sacharidů. Obzvláště výhodně v disperzi povlaková látka je vy tvořena z amfotcrních škrobů.

Výhodné provedení tohoto vynálezu je taktéž založeno na disperzi, jejíž podstata spočívá v tom. že povlaková látka je vytvořena z přírodních proteinů. Obzvláště výhodně v disperzi povlaková látka je vytvořena ze želatiny, pšeničného proteinu, bramborového proteinu, hrachového proteinu κι nebo kukuřičného proteinu.

Výhodné provedení tohoto vynálezu jc taktéž založeno na disperzi, jejíž podstata spočívá v tom. že povlaková látka je vytvořena na bázi syntetických polymerů. Obzvláště výhodně v disperzi povlaková látka je vytvořena z kopolymerú esterů kyseliny akrylové a nenasycených karboxy !ovýeh kyselin, s obsahem v postranním řetězci terciárních amonných nebo kvartérních amonio15 vých skupin.

Výhodné provedení tohoto vynálezu je také založeno na disperzi, jejíž podstata spočívá v tom. že povlaková látka zamfoterního polymeru je přítomna v množství od 2 do 10% hmotnostních, vztaženo na pevné částice použitého enwlzního polymeru.

Předmětem tohoto vynálezu je také způsob výroby redispergovalelných rozstřikováním sušených ?() disperzí vymezených svrchu, jehož podstata spočívá vtom, že disperze polymeru, vykazujícího teplotu skelného přechodu od -5 do -70 °C, získaného zemulzní polymerace. se zpracuje s roztokem amfoterního polymeru, který má teplotu skelného přechodu ležící alespoň nad teplotou místnosti, a suší se rozstřikováním v proudu horkého vzduchu na volně tekoucí prášek s nízkým obsahem prachu.

Předmětem tohoto vynálezu je konečně použití redispergovatelné disperze sušené rozstřikováním vymezené svrchu, pro výrobu suchých směsi pro nátěrové a povlakové hmoty, jakož i pro výrobu vrstev vysoce ohebných, roztažených a překonávajících trhliny.

Dále se uvádějí podrobnější údaje k bližšímu osvětlení podstaty vynálezu.

Svrchu uvedený úkol je vyřešen v souladu s nalezením redisperzc schopných rozstřikováním to sušených disperzí, které se vyznačují tím, že zahrnují rozstřikováním sušené emulzí polymeráty na bázi vinylacetálu. styrenu, esteru kyseliny akrylové a jejich kopolymerú s povlakem zamfoterního polymeru.

Předmět vynálezu řeší problémy, které se objevují v rámci dosavadního stavu techniky, použitím amfoterního polymeru jako povlakové látky. Tato amfoterní povlaková látka, která se odlišuje od

5? anioniekýeh povlakových látek popsaných v dosavadním stavu techniky, se shromažďuje na negativně nabité polymerní micele, přičemž se celkový náboj micely nemění a takováto micela zůstává stabilní. Jsou-li naproti tomu použity, dosavadnímu stavu techniky odpovídající, anionicky nabité povlakové látky a anionicky nabité nebo i neutrální polymery; dochází k odpuzování negativních nábojů a proces povlékáni může probíhat teprve při vyšších koncentracích. Tento probíhá teprve tehdy, dojde-li k nashromáždění více micel už do větších agregátů. Rozumí se. že je k tomu zapotřebí většího množství povlakově látky . Takovéto agregáty jsou pak hůře redisperze schopné, na což již bylo poukázáno.

V souladu s vynálezem, použité nabité emulzní polymeráty vykazují přednostně nižší teplotu skelného přechodu, obzvláště od -5 do -70 °C a obsahují přednostně polymeráty anioniekýeh skupin, jako například -COOH.

V souladu s vynálezem jsou pro použitou ochrannou látku vhodné jako amfoterní polymery zejména takové, které mají vysokou teplotu skelného přechodu, která leží minimálně nad pokojovou teplotou a přednostně v oblasti od 50 do více než 130°C. Pro toto přicházejí v úvahu jak )

přírodní, tak i syntetické polymery, například polysaeharidy, přírodní proteiny a kopolymery esterů akry lové kyseliny, nenasycených karboxylových kyselin a jim odpovídajících terciárních nebo kvartérních amoniovýeh skupin v postranním řetězci. Mezi polysaeharidy jsou upřednostňovány škroby. Jako přírodní proteiny přicházejí v úvahu především kasem, želatina, pšeničný ? protein, bramborový protein, hrachový protein a kukuřičný protein.

Účelně v souladu s vynálezem se mohou použité, ve vodě rozpustné, amfoterní polymery vyskytovat například ve formě sodné soli, čímž při použití suché disperze podle vy nálezu v kombinaci s cementovou směsí může být vyvolán ještě přídavný účinek, jako zhuštění, zředění, zpomalení, m zrychlení a jim podobné.

V souladu s vynálezem je používán amfoterní polymer, jehož obsah sc pohybuje v rozsahu od 2 do 10 %. vztaženo na pevné částice použitého polymeru s nižší teplotou skelného přechodu.

K výrobě redispergovatelné suché disperze podle tohoto vynálezu se smíchá disperze získaná emulzní polymerací polymeru s nižší teplotou skelného přechodu, s roztokem amfoterního polymeru a suší rozstřikováním obvyklým způsobem v rozprašovací věži za získání co iiejjemněji děleného prášku.

2o Je překvapivé, že v souladu s vynálezem může být docíleno uspokojivých výsledků při rozstřikování sušených polymerních disperzi již přidáním tak malého množství jako jsou 2 % amfoterního polymeru; ve srovnání s dosavadním stavem techniky, kdy při provádění této metody jsou to 20% nebo víceproeentní množství. Přidání 10% amfoterního polymeru každopádně zajisti získání naprosto nelepivé, lehce rozstřikováním sušené disperze.

V souladu s vynálezem je pro redispergovatelnou suchou disperzi obzvláště upřednostňováno použití amfoterní povlakové látky, protože tato v kombinaci s cementovou směsi vytváří vc vodě rozpustnou, ale pružnou vápenatou sůl. V souladu s vynálezem není možným použitím nižších koncentrací amfoterní povlakové látky podstatně ovlivněna tvorba výsledného produktu. Tak je so možné například vyrábět vysoce pružné, při nízkých teplotách popraskání odolné systémy, které mohly být doposud získány pouze za použití kapalných disperzí. Další výhoda suchých disperzí podle vynálezu spočívá v použití proteinů jako amfoterních polymerů, které v konečné lázi přípravy, například při siníchávání s cementem, vytvářejí těžko rozpustné vápenaté sloučeniny, které jsou samy o sobě vodě odolné, a dokonce si ponechávají jistou pružnost. Takovéto substance mají navíc ještě silně zkapalňujíeí účinek.

Následující příklady mají vysvětlit předmět vynálezu, aniž by ho však limitovaly.

Příklady provedení vynálezu

Příklad I

Emulzní polymerací sc vyrobí anionická stabilizovaná disperze kopolymeru styrenu a esteru kyseliny akrylové obsahující skupiny kyseliny akrylové (teplota skelného přechodu -15 °C) a za míchání se pomalu nakape do 10% roztoku rozmělněného pšeničného proteinu jako amfoterního polymeru. K nastaveni viskozity se k roztoku rozmělněného pšeničného proteinu přidává 4% močovina. Disperze se zředí vodou a suší rozstřikováním při vstupní teplotě 135 a výstupní teplotě 95 ^C'C za vzniku nelepivého, ná jemné částice rozděleného prášku.

so Příklad 2

Je opakován postup z příkladu I. stím rozdílem, že sc místo roztoku rozmělněného pšeničného proteinu jako amfoterního polymeru pro povlečení použije amfoterní škrob.

Přiklad 3

K disperzi kopolymerů styrenu a esteru kyseliny akrylové zmíněné v příkladu I se přidá 10% vodný roztok syntetického amfoterního polymeru, který se vyrábí reakcí kopolymerů anhydridu kyseliny mateinové. například anhydridu kyseliny maleinové. a styrenu, s diaminem, například .3-dimethylamino-l-propylamincm.

Příklad 4

Rozstřikováním sušený prášek z příkladu 1 se používá při výrobě pružných cementových směsí podle následující receptury:

15	Rozstřikováním sušený povlečený prášek polymeru Cement PZ 45 F Křemenný písek (0,1 až 0,3 min) Močovina Tannol NHC 9301 (naflateiifoniialdehydsufonát) Na glukonát	.30 dílů 40 dílů 60 dílů 0,4 dílu 0,2 dílu 0,6 dílu
20	Tylosa P 6000 Z2 (ether celulózy)	0.15 dílu
	Voda	65 dílů

Příklad 5

Podobným způsobem jako v příkladu 4 jsou povlékány prášky polymeru vyrobené v příkladu 1 až 3 za vzniku pružných směsí s cementem.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Redispergovatelná disperze polymerů na bázi vínylacctátu, styrenu, esterů kyseliny akrylové 35 a jejich kopolymerů, vysušitelná rozstřikováním, vyznačující se tím. že micely zemulzního polymeru vytvářející částice polymeru mají povlak z amfoterního polymeru, s výjimkou případu založeného na kaseinu, přičemž celkový náboj micel je nezměněn.
2. Disperze podle nároku I. vyznačující se tím, že rozstřikováním sušený emulzní 40 polymer vykazuje teplotu skelného přechodu od 5 do -70 °C.
3. Disperze podle nároků I a 2, vyznačující se tím, že emulzní polymer obsahuje anionické skupiny.

45
4. Disperze podle nároku 3, vyznačující se tím. žc aníoiiiekými skupinami jsou skupiny vzorce -COOH.
5. Disperze podle jakéhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující sc tím, že amfoterní polymer má teplotu skelného přechodu, která je nejméně nad teplotou místnosti.
6. Disperze podle nároku 5, vyznačující se tím, že teplota skelného přechodu je v rozmezí od 50 do více než. 130 °C.

-4CZ 300278 B6
7. Disperze podle jakéhokoli z nároků 1 až 6. vyznačující se tím, že povlaková látka je vvtvořena z polysacharidu.
8. Disperze podle nároku 7. vyznačující se tím, že povlaková látka je vytvořena

5 z amfoterních škrobu.
9. Disperze podle jakéhokoli z nároků I až 6. vyznačující se tím. že povlaková látka je vytvořena z přírodních proteinů.

to
10. Disperze podle nároku 9. vyznačující se tím, že povlaková látka je vytvořena ze želatiny, pšeničného proteinu, bramborového proteinu, hrachového proteinu nebo kukuřičného proteinu.
11. Disperze podle jakéhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím. že povlaková

15 látka je vytvořena na bázi syntetických poly merů.
12. Disperze podle nároku 1 I, vyznačující se tím. že povlaková látka je vytvořena z kopolymerů esterů kyseliny akry lové a nenasycených karboxylovýeh kyselin, s obsahem v postranním řetězci terciárních amonných nebo kvartéru ích amoniových skupin.
13. Disperze podle jakéhokoli z nároků 1 až 12. vyznačující se tím. že povlaková látka zamíoterního polymeruje přítomna v množství od 2 do 10 % hmotnostních, vztaženo na pevné částice použitého emulzního polymeru.

25
14. Způsob výroby redispergovatelnýeh rozstřikováním sušených disperzí podle jakéhokoli z nároků I až 13. vyznačující se tím, že disperze polymeru, vykazujícího teplotu skelného přechodu od -5 do -70 °C, získaného zemulzní polymerace, se zpracuje s roztokem amfoterního polymeru, který má teplotu skelného přechodu ležící alespoň nad teplotou místnosti, a suší se rozstřikováním v proudu horkého vzduchu na volně tekoucí prášek s nízkým obsahem

30 prachu.
15. P oužití redispergovatelné disperze sušené rozstřikováním podle jakéhokoli z nároků I až 13 pro výrobu suchých směsí pro nátěrové a povlakové hmoty.

35 16. Použití redispergovatelné disperze sušené rozstřikováním podle jakéhokoli z nároků 1 až 13 jako přísady pro hydraulicky tuhnoucí hmoty, pro výrobu vrstev vysoce ohebných, roztažných a překonávaj íc ích trh I i ny.