DE2222033A1

DE2222033A1 - Copolymeres dispersionspulver

Info

Publication number: DE2222033A1
Application number: DE19722222033
Authority: DE
Inventors: Jan Dr Blazek; Karl-Josef Dr Rauterkus; Wolfgang Dr Zimmermann
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-05-05
Filing date: 1972-05-05
Publication date: 1973-11-22
Also published as: CH584239A5; IT987116B; FI59108B; GB1408361A; ATA389173A; NO142753B; BR7303184D0; AR197225A1; JPS5734293B2; DE2222033C2; ZA732865B; NO142753C; SE392473B; DK146322B; BE799199A; FR2183810B1; FI59108C; ES414254A1; AU5516473A; FR2183810A1

Description

FARBWERKE HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT vormals Meister Lucius & Brüning

ί
Aktenzeicheil: - HOE 72/F 142

ι
i

Datum: V 4. Mai 1972 - Dr.MN/Ba

Copolymeres Dispersionspulver

Gegenstand der Erfindung ist ein copolymeres Dispersionspulver auf der Grundlage von mindestens einem Vinylester, gegebenenfalls Äthylen und mindestens einer Acrylamidkomponente sowie ein Verfahren zu- seiner Herstellung.

Copolymere Dispersionspulver mit einpolymerisierten Vinylester- und Äthylen-Einheiten im Polymerisat sind bekannt und werden aus den entsprechenden wäßrigen Dispersionen durch einen Trocknungsprozeß, ζ. B. Gefrier- oder Zerstäubungstrocknung hergestellt. Sie finden Verwendung z. B. in Anstrichmitteln, Klebstoffen, oder im Bauwesen für Putze und Spachtelmassen oder als Zusatz zu anorganischen Bindemitteln. Bei der Zerstäubungstrocknung von wäßrigen Kunststoffdispersionen mit niedriger minimaler Filmbildetemperatur, ζ. Β. Vinylacetat-Äthylen-Dispersionen, tri^t jedoch meistens nach kurzer Zeit ein starker, unerwünschter Belag an der Wand des Trockners auf. Dieser Wandbelag kann durch Zusatz von anorganischen Füllstoffen, sogenannten Antibackmitteln, während des Trocknungsprozesses unterdrückt werden. Eine wäßrige Kuiiststoffdispersion mit einer minimalen Filmbildetemperatur unterhalb etwa 12 Ckann praktisch nicht ohne einen derartigen Füllstoffzusatz durch Zerstäubung getrocknet werden. Copolymere Dispersionspulver enthalten daher häufig bis zu 40 Gew.$ Füllstoffe, bezogen auf die Gesamtmischung. Die Antibackmittel verbessern die Lagerbeständigkeit des Pulvers, indem sie das Zusammenbacken und Verklumpen weitgehend verhindern', sie verringern aber auch den Gehalt an wirksamer Bindemittelsubstanz bei der späteren Anwendung des Produktes. Außerdem

309847/0540 /

72/F 142

können die Antibackmittel die Redxspergierbarkext des Pulvers in Wasser sowie die Klarheit der aus der Redispersion hergestellten Polymerfilme verschlechtern. Schließlich können die chemischen Eigenschaften solcher Füllstoffe eine Verwendung des Pulvers auf manchen Gebieten einengen.

Es wurde nun gefunden, daß sich emulgatorfreie copolymere Dispersionen aus mindestens einem Vinylester, gegebenenfalls Äthylen und mindestens einer Acrylamidkdmponente der Formel (l)

CH₂=CX-CO-NHY (i)

X Wasserstoff ode^r eine Methylgruppe
Y Wasserstoff oder die Gruppe -CHp-O-Z und Z Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Acylrest mit 1 bis h C-Atomen bedeutet,

vorteilhaft trocknen lassen, wobei man überraschenderweise ein copolymeres Dispersionspulver erhält, das keine Antibackmittel benötigt und trotzdem eine hervorragende Lagerstabilität bei eher minimalen Filmbildetemperatur von unter 12 Caufweist. Das erfindungsgemäße Dispersionspulver besteht aus etwa 50 - 92 Gew.-^, vorzugsweise 65 - 85 Gew.-^ Vinylester-Einheiten und etwa 0-^5 Gew.-^, vorzugsweise 5-20 Gew.-^ Äthylen-Einheiten und etwa 2-20 Gew.-^, vorzugsweise 3-15 Gew.-^ Einheiten des Acrylamide, Methacrylamids oder deren Derivaten entsprechend obiger Formel I. Als Vinylester können u. a. Vinyllaurat, Vinylstearat, Vinylbutyrat, vorzugsweise Vinylacetat und Vinylpropionat verwendet werden. Als Beispiele für Acrylamidderivate seien neben (Meth-)Acrylamid N-Methylol (meth-)acrylamid und (Meth-)Acrylamid-N~methylolmethyläther genannt.

Die Trocknung der wäßrigen Dispersion kann nach den bekannten Trocknungsverfahren der Sprühtrocknung, Walzentrocknung, Gefriertrocknung oder IVlrbelschichtspruhgranulation durchgeführt

■ 309847/0S40 ·/·

werdend Bevorzugt wird die Sprühtrocknung angewendet. Dabei wird die Dispersion mit Hilfe einer Pumpe, z. B. einer Exzenterschneckenpumpe, einer Zweistoffzerstäubungsdüse zugeführt und in einem Trockenturm zerstäubt. Als Trocknungsgas kann sowohl Luft als auch Stickstoff dienen, deren Temperatur beim Turmeingang zwischen 90 bis 110° C, im Zyklon etwa60° C beträgt.

Während des Trocknungsprozesses bildet sich kein nennenswerter Wandbelag, so daß ein Zusatz von Antibackmitteln trotz der niedrigen minimalen Filmbildetemperatur von ca. 0 C nicht erforderlich ist. Andererseits ist es aber auch möglich, das erfindungsgemäße Dispersionspulver zur Streckung oder Verbilligung mit Füllstoffen zu verschneiden, wobei der Füllstoff zusatz vor, während oder nach dem Trocknungsprozeß erfolgen kann.

Das erfindungsgemäße Dispersionspulver besitzt eine sehr gute Lagerstabilität und bleibt auch nach 24stündiger Lagerung bei 50 C und unter einem Druck von 0,5 kp/cm noch pulverförmig, während andere Dispersionspulver trotz eines Gehaltes an Antibackmitteln unter diesen Bedingungen bereits sehr stark verbacken.

Beim Redispergieren des erfindungsgemäßen Pulvers in Wasser, z. B. im Verhältnis 1:1, erhält man innerhalb kurzer Zeit eine stabile, nicht absetzende Redispersion. Sie weist infolge der Abwesenheit anorganischer Füllstoffe einen besonders hohen Bindemittelgehalt auf, was sich bei der Anwendung vorteilhaft auswirkt.

Ein aus der Redispersion erhaltener Polymerfilm hat die gleiche minimale Filmbildetemperatur von ca. 0° C wie die Ausgangsdispersion und ist klar und zäh. Die Haftung des Filmes.auf verschiedenen Substraten wie Holz, Glas oder Papier ist sehr gut. Der Film ist mit Wasser leicht reemulgierbar, So daß si-ch die erf indungs gemäß en Dispersionspulver vorzüglich zur Herstellung wiedcranfeuchtbarer Klebstoffbeschichtungen eignen.

309847/0S40 *^A

72/P 142

Sie lassen sich auch in Tapetenkleister-Kompositionen und für "Tapetenrückseitenbeschichtungen, ferner als Bindemittel in Dispersionsfarben und kunststoffgebundenen Putzen und zur Textilausrüstung verwenden.

Beispiel;

a) Herstellung der Ausgangsdispersion Ein 30 1-Polymerisationsdruckautoklav, der mit einem Heiz- und Kühlmantel, einem Ankerrührer und mit drei Flüssigkeitszuführungspumpen versehen ist, wird sorgfältig evakuiert und abwechselnd mit Stickstoff gespült. Dann wird eine Mischung aus

4000 g Wasser
6OO g Vinylacetat
10 g t-Butylhydroperoxid

eingesaugt. Diese Anfangscharge wird unter Rühren auf 50 C hochgeheizt. Bei dieser Temperatur werden 30 Atm. Äthylen aufgedrückt und anschließend gleichzeitig 3 Lösungen mittels Pumpen zudosiert:

a) eine Lösung von 30 S t-Buty!hydroperoxid in 716O g Vinylacetat

b) eine Lösung von 600 g Acrylamid in 1 400 g Wasser

c) eine Lösung von 40 g Natriumpyrophosphat und 40 g Natriumdisulfit in 2000 g Wasser.

Das Zusetzen der Lösungen a) und b) erfolgt in 4 Stunden, der Lösung c) in 4 Stunden und 10 Minuten. Der Äthylendruck und die Temperatur werden während der Reaktion konstant gehalten.

Nach dem Zulaufende der Lösung c) wird der Ansatz noch eine ■weitere Stunde bei der Reaktionstemperatur gehalten. Anschließend wird die Dispersion im Kessel langsam auf Zimmertemperatur abgekühlt und durch das Bodenventil'abgelassen. 309847/0540

72/P 142

Eigenschaften der Dispersion;

Polymerisatgehalt	C)	1,	1 %	C
Viskosität (bei 20°		5,	95 Poise
pH-Wert			8
minimale Filmbilde		0°
temperatur

Herstellung des copolymeren Dispersionspulvers

Die nach Beispiel a) erhaltene Ausgangsdispersion wird mit entsalztem Wasser auf kO Gew.-^ Polymerisatgehalt. verdünnt. Anschließend wird sie in einem Zerstäubungsturm, dessen zylindrischer Teil eine Länge von k m und einen Durchmesser von 1,6 m und dessen konischer Teil eine Länge von 2 m aufweist, im Gleichstromverfahren getrocknet. Die Dispersion wird mit einer Exzenterschneckenpumpe zudosiert und durch eine Zweistoffzerstäubungsdüse mit einer Produktbohrung von 2 mm zerstäubt.

Trocknungsgas;	Luft .
Durchsatz:	700 Nm³/h
Eintrittstemperatur:	90° C
Zerstäubungsgasi	Luft
Druck vor der Düse:	5 atm
Durchsatz:	70 kg/h
Eintrittstemperatur:	20° C

Die Dispersion läßt sich ohne Schwierigkeiten zerstäuben. Es bildet sich nur ein geringfügiger Wandbelag aus angewehtem Trockenpulver, der sehr locker sitzt und sehr leicht abblasbar ist. Ein Verbacken des Wandbelags tritt bei den gewählten Trocknungsbedingungen nicht ein.

Das so gewonnene copolymere Dispersionspulver ist sehr gut lagerstabil und läßt sich mit Wasser leicht zu einer Redispersion anrühren, deren Viskosität bei 20 C 1»17 Poise beträgt. Die Redispersion trocknet in dünner Schicht zn.

309847/0140 " ■ ./.

einem klaren, farblosen, festen und zähen Polymerfilm auf.

3Ö9S47/0 6 4

Claims

Patentansprüche;

1. Copolymeres Dispersionspulver, erhalten durch Polymerisation von mindestens einem Vinylester, gegebenenfalls Äthylen und mindestens einer Acrylamidkomponente der Formel (l)

CH₂=CX-CO-NHY, ' (i)

wobei

X Wasserstoff oder ein Methylgrüppe Y Wasserstoff oder die Gruppe -CHp-O-Z und Z Wasserstoff oder einen-Alkyl- oder Acylrest mit 1 bis h C-Atomen bedeutet, in emulgatorfreier "wäßriger Dispersion und nachfolgender Trocknung der Dispersion.

2. Copolymeres Dispersionspulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß es aus 50 bis ^2. Gew.-^ Einheiten der Formel

-CH₉-CH-OCOR

0 bis h$ Gew.-% Einheiten der Formel

-CH₂-CH₂-

und 2 bis 20 Gew. -fo Einheiten der Formel

-CH₂-CX-CO-NHY

besteht, wobei R ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen ist und X und Y die in Formel (Τ.) angegebene Bedeutung haben.

3098 4 7/0640

72/P 142

3. Copolymeres Dispersionspulver nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es O bis HO Gew.-^ anorganische Füllstoffe enthält.

4. Verfahren zur Herstellung eines copolymeren Dispersionspulvers durch Trocknung einer wäßrigen Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispersion eine emulgatorfreie Copolymordispersion aus mindestens einem Vinylester, gegebenenfalls Äthylen und mindestens einer Acrylamidkomponente der Formel (i) verwendet wird.

309847/0540