DE2049114B2

DE2049114B2 - Herstellen freifliessender, blockfester, redispergierbarer kunststoffpulver

Info

Publication number: DE2049114B2
Application number: DE19702049114
Authority: DE
Inventors: Eduard Dr Ing Kirst Paul Gerhard Dr Winkler Heinz Dipl Ing 8263 Burghausen Bergmeister
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1970-10-06
Filing date: 1970-10-06
Publication date: 1973-08-02
Also published as: NO136672B; SE383158B; NL169889C; NL7113536A; FR2110988A5; AT312295B; JPS5146126B1; ES395726A1; NO136672C; BE773505A; DE2049114A1; GB1362830A; DE2049114C3; CH555873A; AT321183B; NL169889B; CA995839A

Description

der Trocknung zuzugeben. Eine Wirkung zeigen solche 50 R₃

Zusatzstoffe nur dann, wenn sie in großen Mengen |

angewandt werden, wobei die Eigenschaften der Kunst- ^ q COOH

Stoffpulver stark beeinflußt werden. Bei der Anwen- ² 1

dung von kleinen Mengen wird der inerte Stoff vom '

Kunststoff umhüllt, so daß der Zusatz keine Wirkung 55 ^x

zeigt.

Im allgemeinen werden diese Kunststoffpulver als wiedergegeben werden. In dieser Formel bedeuten Zusatz zu hydraulisch abb^;ndenden Massen eingesetzt. die Reste: R, und R₂ jeweils Alkyl-, Aryl- oder Ar-Hierbei zeigt sich oftmals, daß die Druck-, Biegezug- älkylgruppen und R₃ eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkyl- und Klebefestigkeit der Massen nicht ausreichend ist 60 gruppe oder ein Wasserstoff atom,
und zudem durch den Zusatz von Inertstoffen und Die Reste R₁, R₈ und R₃ oder zwei dieser Reste

Schutzkolloiden negativ beeinflußt wird. können zusammen zu Ringen verbunden sein. Die

Es wurde nun ein Verfahren zum Herstellen von Älkylgruppen können jeweils linear, verzweigt oder frei fließenden, blockfesten, in Wasser redispergier- cyclisch sein.

baren Kunststoffpulvern, indem man Kunststoff- 65 Die Kunststoffdispersionen werden nach bekanntem dispersionen in einem heißen Luftstrom verdüst, ge- Verfahren durch radikalische Polymerisation der funden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Monomeren in Wasser in Gegenwart von Emulgaden Dispersionen vor dem Verdüsen 2 bis 30 Ge- toren und/oder Schutzkolloiden, gegebenenfalls Reg-

3 4 °

lern und Puffersubstanzen, sowie sonstigen Poly- weder in Pulverform oder bevorzugt in wäßriger

merisationshilfsstoffen hergestellt. Lösung zugemischt. Anschließend wird das Gemisch

Erfindungsgemäß werden den zu verdüsenden Poly- einem bekannten Verdüsungsverfahren unterworfen,

merdispersionen das sulfonatgruppenhaltige Konden- Das wasserlösliche Kondensationsprodukt kann

sationsprodukt aus Melamin und Formaldehyd ent- 5 wie folgt aufgebaut sein:

,N,

HOH₂C-HN-C

NH-CH₂-

N N

HN — CH₂SO₃Na

-NH	— C I	\ C- 11	-NH- CH₂	— C	-	—	η
	I N V ι	N		N V I	I	C-NH₂-CH₂OH Il
	I HN	— CH₂SO₃ ^-Na	I HN-	Il N
— O-	-CH₂-	NH		~ CH₂SO₃Na

Bevorzugt sind dabei als Sulfonate Alkalisulfonate. Hergestellt werden die Kondensationsprodukte aus Formaldehyd, Melamin und Sulfonaten. Es können auch Kondensationsprodukte eingesetzt werden, die die freie Sulfonsäure enthalten.

Zusätzlich kann es auch vorteilhaft sein, gegebenenfalls Schutzkolloide wie z. B. Polyvinylalkohol, Cellulosederivate und Polyvinylpyrrolydon oder Inertstoffe wie beispielsweise Kaolin, Kreide, Silikate, Talkum, Diatomeenerde, Kieselsäure, Barium- oder Calciumsulfat in Mengen von 5 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf Kunststoffpulver, zuzugeben. Dabei werden in manchen Fällen noch Verbesserungen der Lagerfähigkeit erzielt.

Die erfindungsgemäß hergestellten, redispergierbaren Pulver können bei allen bereits bekannten Einsatzgebieten angewendet werden. Eine bevorzugte Verwendung ist der Zusatz dieser Pulver zur Verbesserung hydraulisch abbindender Massen in Mengen von 2 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf hydraulisch abbindende Bestandteile.

Beispiele solcher hydraulisch abbindender Massen sind Fliesenkleber, Spachtelmassen, Edelputze, Haftputze, Betonmörtel, Ausbesserungsmörtel und Betonestriche. Verbesserungen werden vor allem in der Druck-, Haft- und Biegezugfestigkeit erreicht.

Gegebenenfalls kann den aus den erfindungsgemäßen Pulvern hergestellten Dispersionen zur Verhinderung des Schäumens — was besonders beim Einsatz für hydraulisch abbindende Stoffe störend wirkt — ein fester, bekannter Entschäumer beigegeben werden. Derartige Entschäumungsmittel werden beispielsweise dadurch hergestellt, daß auf poröses, inertes Material z. B. ein Silikonentschäumer oder ein Alkohol aufgebracht wird und somit das an sich flüssige Entschäumungsmittel als fester Entschäumer eingesetzt werden kann.

Beispiele

la) Eine Kunststoffdispersion mit 50 Gewichtsprozent Festgehalt an Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit 10 Gewichtsprozent Äthylen wurde verdüst. Es kam kaum xa einer Pulverabscheidung, da mehr als 80% des Kunstharzes an den Wänden der Apparatur festklebten.

b) Der glei 'hen Dispersion wurden 2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Festgehalt der Dispersion, Melamin-Formaldehyd-Natrium-Sulfonat-Kondensationsprodukt (Handelsname Melment L10) mit einem Molverhältnis von 1:3:1 in Form einer 20%igen wäßrigen Lösung zugesetzt. Die Abscheidung von Pulver betrug 95 %. Das so hergestellte Pulver war gut redispergierbar und lieferte Filme, die sich bei kurzzeitiger Wasserlagerung nicht auflösen. Weiterhin war das Pulver gut lagerfähig. Bei Zusatz von 10 Gewichtsprozent Aluminiumsilikat hielt das Pulver auch Lagerungen bei erhöhter Temperatur und Druck aus.

Einem Fliesenkleber aus 30 Gewichtsprozent Portlandzement und 70 Gewichtsprozent feinteiligem Quarzsand werden 6 Gewichtsprozent eines so hergestellten Pulvers zugesetzt. Durch den Kleber haften keramische Fliesen auf HoIz₅ Beton oder Putz hervorragend.

Beispiel

a) Eine Kunststoff dispersion mit 48 Gewichtsprozent Festgehalt an Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit 30 Gewichtsprozent Äthylen wurde unter Zusatz von 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Festgehalt der Dispersion, Polyvinylalkohol mit einer Verseifungszahl von 140 und einer Viskosität von 5cP (bei einer 4°/₀igen

2 04S

Lösung bei 20° C) ver4üst. Es kam zu sehr wenig Pulveraustrag.

t>) Per gleichen pispersion wurde vor dem Verdüsen anstatt des Polyvinylalkohqls 10 Gewichtsprozent Melamin-Formaldehyd-Natriumsulfonat-Harz (Melment F 20, Molverhältnis der Bestandteile etwa 1:3:1), in Wasser gelöst, zugesetzt. Die Pulverabscheidung betrug 85 %.

c) Bei zusätzlichem Einsatz von 10 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol mit einer Verseifungszahl von 140 und einer Viskosität von 5 cP (bei einer 4°/_oigen Lösung bei 20⁰C) vor dem Verdüsen erfolgte eine Abscheidung zu 98 °/„.

d) Der Kunststoffdispersion nach a) wurden 30 Gewichtsprozent des Melamin-Formaldehyd-Natriumsulfonat-Harzes (Melment F 20) wie unter

b) zugesetzt. Die Abscheidung betrug 98,3 °/„.

Die Teilchengröße des pulverförmigen Kunststoffs nach b) lag nach dem Redispcrgieren in Wasser in einem Bereich von 5 bis 20 μ, die Tei'chengröße der Kunststoffpulver nach c) und d) war nach dem Redispergieren in Wasser bei maximal 5 μ.

Betonestriche aus 25 Gewichtsprozent Portlandzement und 75 Gewichtsprozent scharfkantigem Sand mit einer Körnchengröße von 0,2 bis 7 mm, die 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Zement, der Kunststoffpulver c) oder d) enthielten, hatten eine hervorragende Haftfestigkeit auf den üblichen Untergrundmöglichkeiten und waren elastisch verformbar. Beim Zusatz der Pulver von b) mußten 6 Gewichtsprozent eingesetzt werden, um den gleichen Effekt zu erzielen.

5 · 5 cm große Fliesen wurden mit einem Flie:onkleber aus 30 Gewichtsprozent Portlandzement, 70 Gewichtsprozent feinteiligem Quarzsand und 3p 6 Gewichtsprozent, bezogen auf Zement, Dispersionspulver gemäß 2a) oder 2c) auf Beton der Güteklasse 30Q DIN 1045 verlegt. Nach. 28tägigem Aushärten unter Wasser ergibt sicji eine Zugfestigkeit für 2 a) von 4 kp/cm², für 2 c) von 8 kp/cm^a.

Einem Mörtel nach DIN 1164 wμr4en jeweifs verschiedene Kunststoffpulver in Mengen von 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Zement, zugesetzt (Wasser/ Zememfaktor 0,45). Nach 28tägiger, trockener Lagerung bei 20.° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65% (Normalkjirna) wurden folgende Meßwerte an Probekörpern bestimmt. Ζμηα Vergleich wurde auch ein Probekörper ohne Kunststoffpulver entsprecjien4 behandelt.

	keines	Pul la)	ver Ib)	2 c)
Ausbreitmaß in cm	11,2	15,3	17,9	20
Druckfestigkeit	472 71	380 97	484 115	528 133'
Biegezugfestigkeit

Beispiel

a) Eine Kunststoffdispersion mit 50 Gewichtsprozent an Vinylacetat-Vinyllaurat-Copolymeren mit 25 Gewichtsprozent Vinyllaurat wurde verdüst. Die Abscheidung betrug etwa 50°/₀. Das Pulver neigte sehr stark zum -.gglomerisieren.
b) Der Kunststoffdispersion nt :h 3 a) wurden 75 Gewichtsprozent einer 20°/₀igen Melamin-Formaldehyd-Natriumsulfonat-Kondensationsproduktlösung (Melament L 300) zugegeben. Die Mischung wurde verdüst und 94,5 % als Pulver bei der Abscheidung ausgetragen. Das Pulver war gur frei fließend und gut redispergierbar zu einer maximalen Teilchengröße von 10 μ.

Beispiel

4a) Eine 45°/₀ige Styrol-Butadjen-Copolymer-pispersipn mit 60 Gewichtsprozent Sfyrolanteil wurde verdüst. Es ergab sich eine Abscheidung von 60,4 °/o- Pas Pujver konnte redispergiert werden, wobei sich eine Teilchengröße zwischen \ 5 und 22 μ ergab.

b) Unter Zusatz von 5p Gewichtsprozent, einer 2,Q°/oigen wäßrigen Lösung von einem Melamin-Forma}dehyd - Natriumsulfonatharz (Nielment F IQ) zu der Dispersion unter 4a) wurde ein Pulveraustrag von 97,3⁰Z₀ erreicht· Beirn Redis pergieren dieses Pulvers betrug die Teilchengröße 2 bis 7 μ.

Claims

wichtsprozent, bezogen auf den Festgehalt der Disper- Patentansprüche: sionen, wasserlösliche sulfonatgruppenhaltige Koti- densationsprodukte aus Melamin und Formaldehyd

1. Verfahren zum Herstellen von frei fließenden, zusetzt, welche Melamin, Formaldehyd und Sulfonat blockfesten, in Wasser redispergierbaren Kunst- 5 im Molverhältnis 0,5 bis 2:2 bis 4:0,5 bis 2, vorstoffpulvera, indem man Kunststoffdispersionen zugsweise etwa 1:3:1 enthalten.

in einem heißen Luftstrom verdüst, dadurch Es ist überraschend, daß der erfindungsgemäße

gekennzeichnet, daß man den Dispersio- Zusatz ein Verkleben der Pulver während des Her-

nen vor dem Verdüsen 2 bis 30 Gewichtsprozent, Stellungsvorganges verhindert und auch die Lagerungs-

bezogen auf den Festgehalt der Dispersionen, io beständigkeit erhöht. Selbst bei der Einwirkung von

wasserlösliche sulfonatgruppenhaltige Konden- Wärme und Druck tritt kein Verblocken der Pulver

sationsprodukte aus Melamin und Formaldehyd ein, so daß die Redispergierbarkeit voll erhalten bleibt

zusetzt, welche Melamin, Formaldehyd und SuI- und die Pulver frei fließend sind,

fonat im Molverhältnis 0,5 bis 2:2 bis 4:0,5 Diese Vorteile werden besonders deutlich beim

bis 2, vorzugsweise etwa 1:3:1 enthalten. 15 Einsatz von Dispersionen, deren Polymerbestandteile

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- einen Erweichungspunkt bei 0 bis 40^cC aufweisen kennzeichnet, daß die Sulfonatgruppen des Kon- (Bestimmung des Erweichungspunktes' gl. »Adhäsion« densationsproduktes Alkalisulfonate sind. 1966, 3, S. 57 bis 100).

3. Verwendung der nach Anspruch 1 und 2 Weiterhin ist überraschend, das die Haftfestigkeit hergestellten pulverförmigen Kunststoffe als Zu- 20 der mit den erfindungsgemäßen Pulvern hergestellten, satz zur Verbesserung hydraulisch abbindender hydraulisch abbindenden Massen nicht abnimmt und Massen in Mengen von 2 bis 25 Gewichtsprozent, sogar eine Verbesserung der Druck- und Biegezugbezogen auf hydraulisch abbindende Bestandteile. festigkeit auftritt.

Das beanspruchte Verfahren ist für viele Disper-25 sionstypen anwendbar. Beispiele solcher Polymer-

dispersionen sind Homo-, Co- oder Pfropfpolymerisationsprodukte von Acrylsäureestern; Styrol, Acryl- oder Methacrylsäureestern; Styrol und Butadien;

Redispergierbare, pulverförmige Kunststoffe werden Styrol, Butadien und Acrylsäureestern; Vinylestern, durch Verdüsen von Kunststoff dispersionen mit HiWe 30 insbesondere Vinylacetat; Vinylacetat und geradeiner Einstoff- oder Zweistoff düse in einem heißen kettige Vinylestern mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen; Luftstrom hergestellt. Dabei tritt, wenn man von Vinylacetat und verzweigte Vinylestern mit 4 bis Kunststoffdispersionen ausgeht, deren Polymeren 18 Kohlenstoffatomen; Vinylestern und Vinylchlorid eine niedrige Erweichungstemperatur haben, bereits und/oder Olefine; Vinylchlorid, Acrylsäureestern und beim Verdüsen eine Verblockung der Teilchen auf, 35 Vinylacetat; Vinylidenchlorid, Acrylsäureestern und oder aber das entstehende Pulver neigt unter Ein- Vinylacetat; Vinylidenchlorid und Acrylsäureestern. wirkung von Wärme und/oder Druck zur Block- Polymere mit niedrigem Erweichungspunkt, für die

bildung. Dadurch werden die Redispergierbarkeit und das Verfahren besonders geeignet ist, sind beispielsdie Fließeigenschaften der Pulver aufgehoben. weise Copolymere aus Vinylacetat und/oder Vinyl-

Eine Methode zur Verbesserung solcher Disper- 40 chlorid und Äthylen vorzugsweise mit bis zu 30 Gesionspulver besteht darin, während der Polymerisation wichtsprozent Äthylen; Vinylacetat und/oder Vinyl- oder vor dem Verdüsen der Dispersionen große Men- chlorid und Vinyllaurat mit über 20 Gewichtsprozent gen an Schutzkolloiden zuzugeben. Dadurch wird Vinyllaurat; Vinylacetat und Acrylsäureestern mit zwar die Dispergierbarkeit verbessert, jedoch werden Alkoholen einer Kettenlänge über 4 Kohlenstoffandere Eigenschaften der Pulver verschlechtert, bei- 45 atome; Vinylacetat und Vinylversaticestern und Vinylspielsweise wird die Wasserbeständigkeit stark ver- propionat-Copolymere. Versatiesäuren (die Bezeichmindert. nung »Versatic« ist ein registre-tes Warenzeichen)

Weiterhin ist bekannt, inerte Stoffe zur Dispersion können durch die allgemeine Formel
vor der Verdüsung oder zum Dispersionspulver vor