DE2222033C2 - Redispergierbares Copolymerpulver - Google Patents

Description

teln 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 Fümbildetemperatur von ca. 0°C -~k die Auagangsdispersion und ist klar und zäh. Die Haftung des Filmes auf verschiedneen Substraten wie Holz, Glas oder Papier ist sehr gut. Der Film ist mit Wasser leicht reemulgierbar, so daß sich die erfindungsgemäßen Dispersionspulver vorzüglich zur Herstellung wiederanfeuchtbarer Klebstoffbeschichtungen eignen.

Sie lassen sich auch in Tapetenkleister-Kompositionen und für Tapetenrüchseitenbeschichtungen, ferner als Bindemittel in Dispersionsfarben und ku.uistoffgebundenen Putzen und zur Textilausrüstung verwenden.

Beispie!
a) Herstellung der Ausgangsdispersion

Ein 30-l-Polymerisationsdnickautoklav. 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
600 g Vinylacetat

10 g tert.-Buty!h>droperoxid

eingesaugt. Diese Anfangscharge wird unter Rühren auf 50⁰C hochgeheizt. Bei dieser Temperatur werden ~ 30 bar Äthylen aufgedrückt una anschließend gleichzeitig 3 Lösungen mittels Pumpen zudosit. t:

a) eine Lösung von 30 g ten.-Bu ty !hydroperoxid in 7160 g Vinylacetat

b) eine Lösung von 600 g Acrylamid in 1400 g Wasser

c) eine Lösung von 40 g Nairiumpyrophosphat 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 Zimmertempratur abgekühlt und durch das Bodenventil abgelassen.

Eigenschafieii der Dispersion

Polymerisatgehalt	54,1%
Viskosität (bei 200C)	!.95 Poise
pH-Wert	5,8
minimale Filmbildetemperatur	0°C

b) Herstellung des copolymeren
Dispersionspulvers

Die nach Beispiel a) erhaltene Ausgangsdispersion wird mit entsalztem Wasser auf 40 Gew.-°/o Polymerisatgehalt verdünnt. Anschließend wird sie in einem Zerstäubungsturm, dessen zylindrischer Teil eine Länge von 4 m und einen Durchmesser von 1,6 m und dessen konischer Teil eine Länge von 2 m aufweist, im ίο Gleichstromverfahren getrocknet. Die Dispersion wird mit einer Exzenterschneckenpumpe zudosiert und durch eine Zweistoffzerstäubungsdüse mit einer Produktbohrung von 2 mm zerstäubt.

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 Wandbelag·, tritt bei den gewählten Trocknungsbedingungen nicht ein.

Das so gewonnene copolymere Dispersionspulver ist sehr gut lagerstabil und läßt sich mit W,?-,sor leicht zu einer 50%igen Redispersion anrühren, deren Viskosität bei 20"C 1.17 Poise beträgt. Die Redispession trocknet in dünner Schicht zu einem klaren, farblosen, festen und zähen Polymerfilm auf. Das Copolymer setzt sich zusammen aus 77 Gewichtsprozent Vinylaceiat-Struktureinheiten, 11 Gewichtsprozent Äthylen-Stnjktureinheiten und 12 Gewichtsprozent Acrylamid-Struktureinheiten.

Trocknungsgar.:	Luft
Durchsatz:	700 NmVh
Eintrittstemperatur:	900C
Zerstäubungsgas:	Luft
Druck vorder Düse:	~5bar
Durchsatz:	70 kg/h
Eintrittstemperatur:	20° C

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Redispergierbares Copolymerpulver, erhalten durch Copolymerisation mindestens eines Vinylesters, gegebenenfalls Äthylen und mindestens einer Acrylamidkomponente der Formel (1)

CH₂=CX-CO-NHY

(D

in der X ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest, Y ein Wasserstoffatom oder die Gruppe -CH₃-O-Z und Z ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl-oder Acylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, in emuigatorfreier, wäßriger Dispersion und nachfolgende übliche Trocknung der Dispersion, wobei die an sich bekannten Polynierisationsbedingungen so gewählt wurden, daß das erhaltene Copolymer aus 50 bis 92 Gewichtsprozent Struktureinheiten der Formel (2)

-CH₂-CH-OCOR

(2)

0 bis 45 Gewichtsprozent Struktureinheiten der Formel

-CH₂-CH₂-

und 2 bis 20 Gewichtsprozent Struktureinheiten der Forme! (3)

-CH₂-CX-CO-NHY

(3)

besteht, worin R ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit I bis 18 Kohlenstoffatomen ist und X sowie Y die obengenannte Bedeutung haben.

2. Copolymerpulver, erhalten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bis zu 40 Gewichtsprozent übliche anorganische Füllstoffe enthält.

3. Verwendung des Copolymerpulvers, erhalten nach Anspruch 1, zur Herstellung einer stabilen wäßrigen Dispersion.

Redispergierbare Copolymerpulver mit einpolymerisierlen Vinylester- und Äthylen-Einheiten im Polymerisat sind bekannt und werden aus den entsprechenden wäßrigen Dispersionen durch einen TrocknungsprozeO, z. B. Gefrier- oder Zerstäubungstrocknung, hergestellt. Sie finden Verwendung z. B. in Anstrichmitteln und Klebstoffen oder im Bauwesen für Putze und Spachtelmassen oder als Zusatz zu anorganischen Bindemitteln. Bei der Zerstäubungstrocknung von wäßrigen Kunstsioffdispersionen mit niedriger minimaler Filmbildetemperatur, z.B. Vinylacetat-Äthylen-Copolymer-Dispersionen, tritt 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 Kunststoffdispersion mit einer minimalen Filmbildetemperatur unterhalb etwa I2"C kann praktisch nicht ohne einen derartigen Füllstoffzusatz durch Zerstäubung getrocknet werden. Copolymere Dispersionspulver enthalten daher häufig bis zu 40 Gewichtsprozent Füllstoffe, bezogen auf dieGesamtmischung. Die Antibackmittel verbessern die Lagerbestän digkeit 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

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

Ferner ist bekannt, daß Vinylacetat, Acrylamid und weitere Monomere in einem wäßrigen Medium unter Bildung einer Copolymer-Dispersion cop-ilytnerisicrt werden können {vgl. US-F'S 35 77 376). Ober irgendwel ehe zusätzliche Behandlungen dieser bekannten Disper sion ist dort jedoch nichts ausgesagt.

Gegenstand der Erfindung sind die in den Patentansprüchen gekennzeichneten redispergierbaren Copolymerpulver und deren Verwendung zur Herstellung einer stabilen wäßrigen Dispersion.

Überraschenderweise benötigt das erfindungsgemäße Dispersionspulver keine Antibackmittel und weist trotzdem eine hervorragende Lagerstabilität bei einer minimalen Filmbildetemperatur von unter 12°C auf. Das

μ erfindungsgemäße Dispersionspulver besteht aus 50 bis 92 Gewichtsprozent, vorzugsweise 65 bis 85 Gewichtsprozent Vinylester-Struktureinheiten und 0 bis 45 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 20 Gewichtsprozent Äthylen-Struktureinheiten und 2 bis 20 Gewichts- prozent. vorzugsweise 3 bis 15 Gewichtsprozent Struktureinheiten des Acrylamids, Methacrylamids oder deren Derivaten entsprechend Formel (I). Als Vinylester können u. a. Vinyllaurat. Vinylstearat, Vinylbutyrau 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 Wirbelschichtsprühgranulation durchgeführt werden. Bevorzugt wird die Sprühtrocknung angewendet. Dabei wird die Dispersion mit Hilfe einer Pumpe, z. B. einer

so 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 110⁰C, im Zyklen etwa 60⁰C beträgt.

Während des Trocknungsprozesses bildet sich kein nennensv/erter Wandbelag, so daß ein Zusatz von Antibackmitteln trotz der niedrigen minimalen Filmbildetemperatur von ca. 0⁰C nicht erforderlich ist. Andererseits ist es aber auch möglich, das erfindungsge mäße Dispersionspulver zur Streckung oder Verbilli gung mit Füllstoffen zu verschneiden, wobei der FiJllstoffzusatz 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 0,49 bar noch pulverförmig, während andere Dispersionspulver trotz eines Gehaltes an Antibackmit-