DE69806306T3

DE69806306T3 - Mit durch Polyvinylalkohol stabilisierte Acrylpolymere modifizierte hydraulische Zementsysteme

Info

Publication number: DE69806306T3
Application number: DE69806306T
Authority: DE
Inventors: E. Chris Hornaman; Christopher Thomas Hable; Randall Paul Bright; Richard Henry Bott
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: EP0873978B2; EP0873978A1; EP0873978B1; US5753036A; DE69806306T2; DE69806306D1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft Mörtel, die einen hydraulischen Zement umfassen, der eine Acrylemulsion enthält, die mit Poly(vinylalkohol) stabilisiert wurde.
Mit einem Polymer modifizierte hydraulische Zementzusammensetzungen werden in der Industrie in großem Umfang verwendet, das beruht primär darauf, daß extensive Untersuchungen von mit einem Polymer modifiziertem, hydraulischem Zement gezeigt haben, daß solche Modifikationen von Zementitzusammensetzungen mit einem Polymer die Festigkeit, die Adhäsion, die Flexibilität und die Verarbeitbarkeit verbessern können.
Eine Form eines Polymer-Modifikationsmittels für hydraulischen Zement liegt in Form von wäßrigen Latices oder Dispersionen vor. Eine andere Form sind Dispersionspulver. Einer der signifikanten Nachteile bei der Verwendung eines flüssigen Latex besteht darin, daß der Endverbraucher die flüssige Polymerzusammensetzung am Arbeitsplatz mit der Zementitzusammensetzung mischen muß, womit eine Zweikomponenten-Mischung notwendig wird. Außerdem müssen diese beiden Komponenten getrennt verpackt werden, ein feuchter Behälter für den Latex und ein trockener Behälter oder ein Sack für die Zementitzusammensetzung. Trockene Dispersionspolymere wurden für die Modifikation von Zement verwendet, und deren Verwendung basiert auf dem Konzept, daß beim Trockenmischen des pulverförmigen Polymers mit dem Zement und einem Vorgemisch-Aggregat vom Hersteller nur noch der Zusatz von Wasser am Arbeitsplatz notwendig ist.
Die nachstehenden Patente und Veröffentlichungen erläutern sowohl die Verwendung von Latices als auch Dispersionspolymeren für Anwendungszwecke, die die Formulierung von Mörtel einschließen, der hydraulischen Zement umfaßt.
US 3,409,578 offenbart die Herstellung einer trockenen Zementitzusammensetzung, die mit einem Acrylpolymerpulver modifiziert ist. Das Acrylpolymerpulver wird aus einem Latex hergestellt und enthält im dispergierten Polymer oder im Dispersionsmittel für das Polymer oder in beiden Carboxylatgruppen. Die Carboxylatgruppen können in der Säureform oder in Form eines einwertigen Metallsalzes oder eines Ammoniumsalzes vorliegen.
US 3,196,122 offenbart Zementitzusammensetzungen, die wasserunlösliche Acrylpolymeremulsionen enthalten. Die Polymere bestehen aus wäßrigen Polymeren von einem oder mehreren Monomeren mit der Formel:
worin R aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, Alkylradikalen der Reihe -C_nH_2n + 1 und Phenyl-, Tolyl- und Benzylradikalen besteht, und worin R' aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist, die jedoch keinen Wasserstoff enthält.
US 3,547,853 offenbart Zementitzusammensetzungen, die ein trockenes, wiederdispergierbares Acrylpolymer, ein das Abbinden verzögerndes Mittel aus einer aliphatischen Hydroxycarbonsäure, das auch als Komplexbildner dient, und Trimethylolpropan, Trimethylolethan oder ein Gemisch der letztgenannten beiden Verbindungen umfaßt. Das Acrylpolymer kann irgendein wasserunlösliches Emulsionspolymer von einem oder mehreren (Meth)acrylestern oder ein solches Polymer sein, das etwa 1 bis 10 Gew.-% einer olefinisch ungesättigten Säure enthält.
EPO 0 718 314 offenbart die Herstellung von mit einem Schutzkolloid stabilisierten Styrol/(Meth)acrylat-Dispersionen für die Verwendung bei Pulveranstrichen für Holz und bei hydraulisch abbindenden Baumaterialien. Die Dispersionen sind dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 50% des Schutzkolloids und der Monomere und bis zu 50% des Initiators in Form einer wäßrigen Emulsion zugeführt werden und die restlichen Monomere und das Schutzkolloid eventuell bei einer Temperatur von 30 bis 100°C zugesetzt werden.
EPO 0 671 420 offenbart mit einem Schutzkolloid stabilisierte Dispersionen für die Verwendung bei Anstrichen und Beschichtungen. Die Polyacrylatdispersionen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie 40 bis 99,9% Alkyl(meth)acrylat und 0,1 bis 10% eines Monomers mit einer Carboxylfunktionalität aufweisen. Vorzugsweise wird kein anionischer oder nichtionischer Emulgator zugesetzt, wobei die Carboxylfunktionalität vor der Polymerisation neutralisiert wird.
GB 1,438,449 offenbart die Verwendung eines Poly(vinylalkohols), der Säure- oder Mercaptangruppen enthält, als Mittel, um reine Acrylemulsionszusammensetzungen zu stabilisieren. Dieses Dokument stellt außerdem ausdrücklich fest, daß die Verwendung eines herkömmlichen Poly(vinylalkohols) als Stabilisator für reine Acrylemulsionszusammensetzungen nicht möglich ist.
US 2,407,107 offenbart ein Verfahren zur Herstellung stabiler Dispersionen von Alkylacrylatpolymeren durch ein Emulsionspolymerisationsverfahren, wobei die Alkylacrylatmonomere in einer wäßrigen Lösung emulgiert werden und polymerisiert werden. Als Emulgator wird ein wasserlösliches, teilverseiftes Polyvinylacetat verwendet, und dieser wird von einer kleinen Menge eines von Erdöl stammenden Kohlenwasserstoffs, wie Mineralöl oder Wachs, begleitet. Der Kohlenwasserstoff wird in einer auf das Gewicht des Alkylacrylatmonomers bezogenen Menge von etwa 0,5 bis 5% verwendet und dient der Verbesserung der Stabilität der Emulsion, die typischerweise 10 bis 40 Gew.-% eines polymerisierten Alkylacrylats enthält.
EP 0 723 975 offenbart die Herstellung von Dispersionspulvern, die aus Styrol und mindestens einem Alkylacrylat und einem Epoxygruppen enthaltenden Monomer von einem Schutzkolloid, z. B. einem mit Poly(vinylalkohol) oder Polyvinylpyrrolidon stabilisierten Latex, umfassen. Die Dispersionspulver wurden bei der Herstellung von hydraulischem Zement verwendet, der eine hervorragende Haftfestigkeit an Steinplatten bzw. Fliesen zeigt.
EP 0 538 571 offenbart die Herstellung von mit einem Schutzkolloid stabilisierten und emulgatorfreien Polymerdispersionen, die auf Styrol/(Meth)acrylat-Monomeren basieren. Vinylester und andere Monomere, z. B. ungesättigte Carbonsäuren, Amide, Diolefine usw. Es wurden sowohl Latices als auch Dispersionspulver hergestellt.
US 5,519,084 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Acrylpulvern aus Latices, die ein Dispersionshilfsmittel aus Poly(vinylalkohol) enthalten. Acrylpolymere, die eine Carboxylfunktionalität enthalten, wurden in Gegenwart von Emulgatoren hergestellt. Die Patentinhaber berichten, daß diese Dispersionspulver für die Verwendung als Zusätze zu hydraulischem Zement geeignet sind.
EP-A-601,518 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Acrylpolymerpulvers, das in Wasser wiederdispergierbar ist, indem eine wäßrige Polymerdispersion, die ein Dispersionshilfsmittel enthält, zerstäubt wird, wobei ein Acrylpolymer, das 1 bis 15 Gew.-% eines olefinisch ungesättigten Carbonsäure-Comonomers enthält, und eine wirksame Menge eines Dispersionshilfsmittels verwendet wird, das im wesentlichen aus Polyvinylalkohol besteht.
EP-A-812,863 , das kein vorveröffentlichtes Dokument darstellt, offenbart eine Emulsionszusammensetzung, die aus Acrylestermonomeren besteht, die in Gegenwart eines vollständig hydrolysierten Poly(vinylalkohols) oder eines teilhydrolysierten Poly(vinylalkohols), vorausgesetzt, daß das Molekulargewicht des Poly(vinylalkohols) mit einem geringen Molekulargewicht 5000 bis 13000 beträgt, als einzigem Stabilisator und eines Kettenübertragungsmittels polymerisiert wurden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft verbesserte Mörtel, die einen hydraulischen Zement und ein polymeres Bindemittel umfassen, wobei das Bindemittel ein Acrylpolymer umfaßt, das ein Gewichtsmittel des Partikeldurchmessers von 0,3 bis 0,8 μm hat und aus einer Acrylemulsion oder einem Latex, die bzw. der mit einem Poly(vinylalkohol) (PVOH) stabilisiert ist, hergestellt ist; und/oder ein aus dieser Emulsion hergestelltes Dispersionspulver, das dem Mörtel im Vergleich mit typischen, mit einem oberflächenaktiven Mittel stabilisierten Acrylemulsionen und/oder Dispersionspulvern, die aus diesen mit einem oberflächenaktiven Mittel stabilisierten Acrylemulsionspolymeren hergestellt wurden, eine hervorragende Leistung verleiht. Die Acrylpolymere sind dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Emulsionspolymerisation eines Acrylmonomersystems, das aus C_1-8-Niederalkylestern von Acryl- oder Methacrylsäure und gegebenenfalls anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren aus der Gruppe bestehend aus Vinylacetat, Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäure und Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid und Fumarsäureanhydrid in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% der bei der Herstellung des Polymers eingesetzten Monomere, besteht, in Gegenwart eines Stabilisatorsystems, das im Wesentlichen aus Poly(vinylalkohol) besteht und kein Tensid enthält, und eines Kettenübertragungsmittels gebildet sind.
Repräsentative Mörtel schließen Fliesenmörtel, Reparaturmörtel, Außenisolations- und Endbehandlungssysteme (EIFS-Grundbeschichtungen) und Fliesenvergußmassen ein, die entweder den mit PVOH stabilisierten Acryllatex oder das sprühgetrocknete Dispersionspulver enthalten, das aus dem mit PVOH stabilisierten Acryllatex hergestellt wurde. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Formulierungen hergestellt, indem die PVOH-Acrylemulsion als sprühgetrocknetes Dispersionspulver verwendet wird.
Es gibt verschiedene Vorteile für die Verwendung des im wesentlichen von einem oberflächenaktiven Mittel freien, im wesentlichen reinen Acrylpolymers, das mit Poly(vinylalkohol) stabilisiert ist, das in Mörteln verwendet wird, die einen hydraulischen Zement und einen polymeren Zusatz umfassen, und diese schließen ein:

– eine hervorragende Haftung der Keramikfliesenmörtel, die mit den mit PVOH stabilisierten Acrylemulsionen und Dispersionspulvern formuliert wurden, an Holz;
– eine hervorragende Haftung unter feuchten Bedingungen;
– eine hervorragende Aufrechterhaltung der Festigkeit nach dem Tränken im Vergleich mit der Festigkeit im trockenen Zustand;
– eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber der Absorption von Wasser bei einer Grundbeschichtung aus Außenisolations- und Endbehandlungssystemen (EIFS);
– die Möglichkeit, Mörtel mit einer Acrylemulsion zu formulieren, die einen geringen Wert an flüchtigen organischen Verbindungen aufweist; und
– die hervorragende Möglichkeit, ein sprühgetrocknetes, wiederdispergierbares Acrylemulsionspolymer herzustellen, das mit einem hydraulischen Zement formuliert werden kann, wodurch Mörtel, Reparatur- und EIFS-Grundbeschichtungen hergestellt werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft verbesserte Mörtel, die hydraulischen Zement umfassen, der verbesserte Acrylemulsionszusammensetzungen enthält. Die Verbesserung besteht bei diesen Acrylemulsionen darin, daß die Polymerisation der Acrylmonomere in Gegenwart eines Stabilisatorsystems, das im wesentlichen aus Poly(vinylalkohol) mit einem bestimmten Hydrolysewert besteht, und in Gegenwart eines Kettenübertragungsmittels durchgeführt wird. Diese Emulsionen sind ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem im wesentlichen reinen, wasserunlöslichen Acrylmonomersystem hergestellt werden, wobei zumindest der größte Teil des Acrylmonomers einen Kohlenstoffgehalt hat, der größer als Methylacrylat ist. Außerdem wird dieses reine Acrylemulsionssystem bei Konzentrationen von weniger als 12% Poly(vinylalkohol), auf das Gewicht der Emulsion bezogen, mit einem hohen Feststoffgehalt, mehr als 40 Gew.-%, stabilisiert, wobei ein Stabilisator verwendet wird, der im wesentlichen aus Poly(vinylalkohol) besteht, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus im wesentlichen vollständig hydrolysiertem Poly(vinylalkohol) und einem Poly(vinylalkohol) mit einem Hydrolysewert von mindestens 86% und einem Molekulargewicht von etwa 5000 bis 13000 besteht. Hydrolysewerte von weniger als etwa 96,5% können bei einem Poly(vinylalkohol) mit einem geringen Molekulargewicht angewendet werden, wohingegen die Verwendung eines Poly(vinylalkohols) mit einem höheren Molekulargewicht zur Instabilität führt.
Beim hier beschriebenen Polymerisationsverfahren kann ein weiter Bereich von Acrylmonomeren verwendet werden, und diese können allein oder in Kombination mit anderen Acrylmonomeren eingesetzt werden. Diese ethylenisch ungesättigten, polymerisierbaren C₁-C₈-Alkylester von Acryl- und Methacrylsäure schließen Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und die entsprechenden Methacrylate ein. Davon sind Methylmethacrylat und Butylacrylat die bevorzugten Niederalkylacrylate, die beim Polymerisationsverfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Polymerisationssystemen verwendet werden, die für Zementitzwecke geeignet sind.
Andere ethylenisch ungesättigte Monomere können mit den Acrylestern copolymerisiert werden. Die Zusammensetzung des entstehenden Copolymers hängt weitestgehend von der Anwendung ab. Typische Monomere schließen Vinylacetat, Acrylamid, Methacrylamid, Acryl- und Methacrylsäure, Malein- und Fumarsäureanhydrid ein. Von Acrylestern verschiedene Monomere sollten bei weniger als 5% des Gewichtes der bei der Herstellung des Polymers verwendeten Monomere gehalten werden. Stärker hydrophile Monomere, d. h. Monomere, die hydrophiler als die zu polymerisierenden Methylmethacrylat- oder Butylacrylatmonomere sind, sollten vermieden werden, um die Eigenschaft der Wasserbeständigkeit zu erhalten.
Einer der Schlüsselfaktoren bei der Herstellung einer reinen Acrylemulsion mit hohem Feststoffgehalt, z. B. mehr als 45 Gew.-%, ohne Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln, löslich machenden Mitteln und Mikroverwirbelungsverfahren besteht in der Verwendung eines Poly(vinylalkohols), der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus im wesentlichen vollständig hydrolysiertem Poly(vinylalkohol) und/oder teilhydrolysiertem Poly(vinylalkohol), > 86%, besteht, als Stabilisierungsmittel, wobei das Molekulargewicht von etwa 5000 bis 13000 reicht. Ein Poly(vinylalkohol) mit einem geringen Molekulargewicht, d. h. weniger als 13000, kann von 86% hydrolysiert bis hin zu vollständig hydrolysiert verwendet werden. Die Menge des als Stabilisator verwendeten Poly(vinylalkohols) beträgt von etwa 2 bis 12%, vorzugsweise von etwa 3 bis etwa 7%, bezogen auf das Gewicht der gesamten polymerisierten Monomere. Eine Art von Poly(vinylalkohol) hat einen Hydrolysewert von mindestens 96,5%, d. h. 96,5% der Acetatgruppen im Poly(vinylacetat) sind in Hydroxylgruppen überführt. Wenn weniger als 96,5% der Acetatgruppen in Hydroxylgruppen überführt sind, d. h. daß Polyvinylacetat nicht vollständig hydrolysiert ist, und das Molekulargewicht mehr als etwa 13000 beträgt, besteht die Tendenz, daß eine Acrylemulsionsformulierung mit einem hohen Feststoffgehalt körnig wird. Wenn der Hydrolysegrad wesentlich unter 96,5% verringert wird, kann der Latex instabil werden. Eine zweite Art von Poly(vinylalkohol) ist ein Poly(vinylalkohol) mit einem Hydrolysewert von mindestens 86% bis hin zu vollständig hydrolysiert und einem Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 13000. Poly(vinylalkohol) mit niedrigeren Hydrolysewerten und einem hohen Molekulargewicht kann für die Herstellung von Acrylemulsionen mit einem geringen Feststoffgehalt akzeptabel sein, wie es im Stand der Technik festgestellt worden ist, diese sind jedoch für die Herstellung von Emulsionen mit hohem Feststoffgehalt bei geringen Mengen eines Stabilisators aus Poly(vinylalkohol) inakzeptabel.
Das Molekulargewicht des Poly(vinylalkohols) stellt einen wichtigen Faktor bei der Stabilisierung der Acrylemulsion dar. Ein vollständig hydrolysierter Poly(vinylalkohol) mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 5000 bis etwa 45000 sollte verwendet werden, wobei der bevorzugte Bereich etwa 15000 bis etwa 30000 beträgt. Ein Poly(vinylalkohol) mit einem geringeren Hydrolysewert kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß das Molekulargewicht etwa 13000 nicht übersteigt.
Gemische von vollständig hydrolysiertem Poly(vinylalkohol) können mit vorteilhaften Ergebnissen verwendet werden. Eine Art von Gemischen umfaßt 20 bis 80%, vorzugsweise 50 bis 75%, eines Poly(vinylalkohols) mit einem geringen Molekulargewicht (5000 bis 13000), einschließlich der zu 86 bis 90% hydrolysierten, und 20 bis 80%, vorzugsweise 50 bis 75% eines Poly(vinylalkohols) mit einem höheren Molekulargewicht, z. B. 25000 bis 45000. Ein anderes Gemisch kann einen vollständig hydrolysierten Poly(vinylalkohol) und einen teilhydrolysierten Poly(vinylalkohol) umfassen, der selbst für die Stabilisierung der Emulsion inakzeptabel wäre. Mit anderen Worten muß nicht der gesamte stabilisierende Poly(vinylalkohol) vollständig hydrolysiert sein, sondern kann irgendein weniger hydrolysiertes Material, z. B. mit einem Hydrolysewert von 85 bis 90% bei einem Molekulargewicht von mehr als 15000, enthalten. Wenn ein Material mit einer geringeren Hydrolyse verwendet wird, sollte die Menge genau überwacht werden, da die Emulsion weniger stabil wird. Man kann etwa 0 bis 25% eines solchen Poly(vinylalkohols) mit einer geringeren Hydrolyse verwenden, der Rest des Poly(vinylalkohols) als andere Komponente des Stabilisators sollte jedoch einen Hydrolysewert von mindestens 98% haben.
Ein weiterer wesentlicher Punkt bei der Herstellung einer stabilen Emulsion, die im wesentlichen nur ein Niederalkylacrylat enthält, besteht in der Verwendung eines Kettenübertragungsmittels. Diese Kettenübertragungsmittel werden in einer Menge von etwa 0,2 bis 3% und vorzugsweise von 0,5 bis 1,5%, bezogen auf das Gewicht der zu polymerisierenden Monomere, eingebracht. Repräsentative Kettenübertragungsmittel schließen herkömmliche Mercaptane, wie n-Dodecylmercaptan, und wasserlösliche Kettenübertragungsmittel ein. Diese Kettenübertragungsmittel sollten typischerweise einen auf Methylmethacrylat bezogenen Kettenübertragungskoeffizienten von mindestens 0,6 haben.
Ein Faktor, der für die Verringerung der Wasserabsorption bei hydraulischem Zement wesentlich ist, ist die Partikelgröße des Polymers im Acryllatex. Es hat sich gezeigt, daß sich, wenn das Gewichtsmittel des Partikeldurchmessers, der mit einer Tellerzentrifuge gemessen wird, von 0,3 bis 0,8 μm reicht, die Wasserabsorptionsbeständigkeit des Mörtels verbessert. Die Wasserabsorption wird stärker, wenn der Partikeldurchmesser den Wert von etwa 1,15 μm übersteigt. Es können herkömmliche Verfahren zur Regelung der Partikelgröße in der Emulsion angewendet werden. Repräsentative Beispiele solcher Verfahren schließen die Einleitungstemperatur, die Initiatormenge und eine Änderung des Verhältnisses zwischen Stabilisator und Monomer bei der Einleitung ein.
Es kann eine Emulsionspolymerisation der Niederalkylester von Acryl- und Methacrylsäure in Gegenwart des Poly(vinylalkohols) und eines Kettenübertragungsmittels erfolgen, wobei herkömmliche Polymerisationsverfahren mit einer verzögerten Zugabe oder das herkömmliche diskontinuierliche Verfahren angewendet werden. Beim verzögerten Verfahren, das bevorzugt ist, werden etwa 10 bis 30% der zu polymerisierenden Monomere in den Polymerisationsreaktor gegeben, der einen Stabilisator enthält, und der Rest der Monomere wird im Verlauf der Zeit zugesetzt. Die Zugabezeit kann variieren, bei einem herkömmlichen Verfahren werden die Monomere jedoch innerhalb eines Zeitraums von 2 bis 8 Stunden zugesetzt.
Wie bei herkömmlichen Emulsionspolymerisationsverfahren ist der verwendete Katalysator ein Radikale erzeugender Katalysator, wie ein Peroxid, z. B. t-Butylhydroperoxid, Persulfat, wie Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat und dergleichen, sowie auch Azoverbindungen, z. B. 2,2'-Azobisamidinopropanhydrochlorid, und Reduktionssysteme, wie Natriumformaldehydsulfoxylat und Natriumerythrobat. Das Oxidationsmittel wird im allgemeinen in einer Menge von 0,01 bis 1%, vorzugsweise 0,05 bis 0,5%, bezogen auf das Gewicht der in das Polymerisationssystem eingeführten Monomere, verwendet. Das Reduktionsmittel wird als wäßriges System und in der notwendigen äquivalenten oder stöchiometrischen Menge zugesetzt.
Einer der signifikanten Vorteile der hier beschriebenen Niederalkylacrylatemulsionen besteht darin, daß sie mit einem stabilisierenden System stabilisiert werden, das im wesentlichen aus dem Poly(vinylalkohol) besteht, wie es beschrieben ist, und keine oberflächenaktiven Mittel enthält, die die Eigenschaften des entstehenden Polymers in den Mörtelformulierungen nachteilig beeinflussen können. Die Acrylemulsion enthält kein oberflächenaktives Mittel. Vorteile bei den Eigenschaften, die in Gegenwart des vollständig hydrolysierten Poly(vinylalkohols) mit dem Polymer verbunden sind, schließen die vorstehend erwähnten und eine erwünschte Viskosität der Emulsion ein. Herkömmliche Emulsionen mit hohen Poly(vinylalkohol)-Mengen neigen zu einem starken Anpolymerisieren, das zu Nachteilen des Verfahrens beiträgt, die mit einer unerwünschten Viskosität und Wasserbeständigkeit verbunden sind. Die mit geringeren Poly(vinylalkohol)-Mengen stabilisierten Emulsionen bieten eine Verbesserung dieser Eigenschaften.
Bei der Herstellung von Polymerdispersionen, die sprühgetrocknet werden können, um Polymerpulver zu erhalten, kann der Polymergehalt der Dispersion von 40 bis 65 Gew.-% und insbesondere von 45 bis 55 Gew.-% variieren. Die Polymere haben im allgemeinen Umwandlungstemperaturen zweiter Ordnung (Tg) von +50 bis –60°C, Polymere mit einem Tg-Wert im Bereich von +35 bis –25°C werden vorzugsweise verwendet.
Das Sprühtrocknen oder Zerstäuben der wäßrigen Polymerdispersionen, die PVOH enthalten, kann auf herkömmliche, auf diesem Fachgebiet allgemein bekannte Art und Weise erfolgen, wobei insbesondere aus einem Material oder mehreren Materialien bestehende Düsen oder Zerstäuberplatten verwendet werden. Die Dispersionen werden im allgemeinen in einem Warmluftstrom zerstäubt, in dem das Wasser verdampft. Das Zerstäuben kann bei Atmosphärendruck oder reduziertem Druck durchgeführt werden. Die Temperatur des Warmluftstroms, der zum Sprühtrocknen verwendet wird, beträgt im allgemeinen 100 bis 200°C, insbesondere 100 bis 170°C. Die trockenen Acrylpolymer-Dispersionspulver können auf herkömmliche Weise abgetrennt werden, wobei insbesondere Zyklone oder Filterverdampfer verwendet werden.
Es kann bei einigen Systemen vorteilhaft sein, ein inertes Füllstoffmaterial, wie Ton, Kalk, Talkum, Siliciumdioxid oder andere Partikel mit geringer Größe, zuzusetzen, damit die Neigung des Dispersionspulvers, bei einer längeren Aufbewahrung zu aggregieren, abnimmt. Der vorteilhafte Bereich dieses Füllstoffs beträgt von 0 bis 40 Gew-%, bezogen auf das Polymer-Dispersionspulver, vorzugsweise 8 bis 30 Gew.-%. Die Menge und die Art des verwendeten inerten Materials hängt vom bestimmten Polymer und dessen Tg-Wert ab.
Herkömmliche Zusätze, wie später zugesetzte Schutzkolloide (einschließlich Hydroxyethylcellulose und Polyvinylalkohol) und Schaumverhütungsmittel können je nach Bedarf zugegeben werden. Es können auch Dispersionshilfsmittel verwendet werden, und diese schließen sulfonierte Melaminformaldehyde, Ligninsulfonatsalze, Polyvinylpyrrolidon, Poly(vinylformamid), Poly(vinylamin), Poly(allylamin), Copolymere von Vinylalkohol und Vinylamin oder Allylamin, Hydroxyethylcellulose, Poly(meth)acrylsäure, Poly(meth)acrylamid und dergleichen ein.
Bevorzugte Dispersionspulverformulierungen sind in der nachstehenden Tabelle A in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Dispersionspulver aufgeführt. Tabelle A Zusammensetzung der Dispersionspulver

Komponente Weitestgehen d Bevorzugt Besonders bevorzugt

Latex-Polymerfeststoffe 20–100 70–95 78–86

Poly(vinylalkohol) 0–30 2–15 6–10

Ton 0–50 2–15 8–12

In der nachstehenden Tabelle B sind bevorzugte Mörtelformulierungen in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Mörtel aufgeführt. Tabelle B Mörtelzusammensetzungen

Komponente	Weitestgehen d	Bevorzugt	Besonders

Inerter Füllstoff (Sand)	0–90	10–89	28–78
Hydraulischer Zement	8–99,5	10–70	20–60
Latex-Polymerfeststoffe oder Dispersionspulver	0,5–30	1–20	2–12

Weitere typische Bestandteile der Formulierung sind in Tabelle C in Gew.-% aufgeführt. Tabelle C In Mörtel verwendete typische Bestandteile

Hydraulischer Zement	8 bis 99,5%, einschließlich Portland, Calciumaluminat-Typen
Sand	0 bis 90%
Beschleuniger für das Abbinden	0 bis 5%
Verzögerer für das Abbinden	0 bis 5%
Viskositätsveränderer	0 bis 5%, z. B. Cellulosematerialien, Poly(vinylpyrrolidinon), Polyacrylamid
Wasserverminderer	0 bis 5%, z. B. sulfonierte Melaminformaldehyd- oder Ligninsulfonatharze
Schaumverhütungsmittel	0 bis 5%
Polymer (Feststoffe)	0,5 bis 30

Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung und sollen deren Umfang nicht einschränken. Alle Mengen sind in Gewichtsteilen, wenn es nicht anders angegeben ist.
Beispiel 1
Herstellung von Butylacrylat/Methylmethacrylat-Emulsionen in Gegenwart von Poly(vinylalkohol)
Allgemeines Syntheseverfahren: Ein ummantelter 2 1 Glasreaktor, der mit einem Mischer, einem Kondensator, einer Stickstoffspülung und Zuleitungen für die Zugabe der Lösung ausgestattet ist, wird als Polymerisationsgefäß verwendet. Ein wäßriges System, das aus der ersten Beschickung besteht, die aus Wasser, einem Stabilisator, einem Oxidationsmittel, einer kleinen Menge (10 bis 30%) des Monomers und dem Promotor besteht. Dieses Gemisch wird auf die Reaktionstemperatur erwärmt und kann sich bei der gewünschten Temperatur ausgleichen. Dann wird die Reaktion eingeleitet, indem eine kleine Menge Reduktionsmittel zugesetzt wird. Wenn die Reaktion mit der Wärmeerzeugung beginnt, wird mit der Zugabe der Beschickungen (verzögerte Beschickung) begonnen. Die gewünschte Reaktionstemperatur wird aufrechterhalten, indem der Mantel des Reaktors erwärmt oder gekühlt wird und die Zugabemenge der Verzögerungskomponenten gesteuert wird. Nachdem die gesamten Monomer- und Initiatorlösungen zugesetzt wurden, werden die Produkte 30 bis 90 Minuten bei der Reaktionstemperatur gehalten, damit eine vollständige Umwandlung des Monomers gesichert ist. Dann wurden die Produkte auf Raumtemperatur abgekühlt und entnommen.

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer Butylacrylat/Methylmethacrylat-Copolymeremulsion, die in Gegenwart von Poly(vinylalkohol) A als einzigem Stabilisator hergestellt wurde, der ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 6000 und einen Hydrolysegrad von 97,4% hat. Erste Beschickung für den Reaktor

Deionisiertes Wasser	230 g
Poly(vinylalkohol), 10%ige wäßrige Lösung	340 g
Monomergemisch (gleiches Verhältnis wie unten)	357 g
tert.-Butylhydroperoxid (70%ige wäßrige Lösung)	1,0 g
Ammoniumeisen(II)-sulfat (1%ige wäßrige Lösung)	5 g
Essigsäure	3,9 g

Verzögerte Beschickungen

Lösungen	Menge
1) Deionisiertes Wasser	323,4 g
Natriumformaldehydsulfoxylat	6,6 g
Gesamt	330 g

2) Deionisiertes Wasser	169,5 g
tert.-Butylhydroperoxid (70%ige wäßrige Lösung)	10,65 g
Foamaster VF*	1,5
Gesamt	181,65 g

3) n-Butylacrylat	383 g
Methylmethacrylat	467 g
n-Dodecylmercaptan	7 g
Gesamt	857 g

*Foamaster VF ist ein handelsübliches Schaumverhütungsmittel

Die Reaktion erfolgte bei 10°C. Die Verzögerungslösung 1 wurde anfangs in einer Menge von 0,2 g/min zugesetzt, danach folgte eine Erhöhung auf 1,9 g/min über einen Zeitraum von 2 Stunden. Die Verzögerungslösung 2 wurde anfangs in einer Menge von 0,1 g/min zugesetzt, nach 15 Minuten wurde sie auf 0,5 g/min erhöht. Die Verzögerungslösung 3 aus den Monomeren wurde in einer Menge von 3,3 g/min zugesetzt. Die Reaktion war in 4 Stunden beendet. Das Produkt hatte folgende Eigenschaften.

Unreagiertes Butylacrylat	39 ppm
Unreagiertes Methylmethacrylat	133 ppm
Feststoffe, %	49,5
Beschleunigte Sedimentation	4,0%
pH-Wert	3,2
Tg	12,1°C
Viskosität 60 U/min	225 cP
Viskosität 12 U/min	420 cP
Körner, < 0,152 mm (100 mesh)	2500 ppm

Die Viskosität wurde mit dem Gerät Brookfield LVT gemessen.
Die Emulsion war stabil, womit gezeigt wird, daß Butylacrylat/Methylmethacrylat-Emulsionen mit hohem Feststoffgehalt unter Verwendung von Poly(vinylalkohol) als einzigem Stabilisator hergestellt werden können. Die Werte für die Körner waren vernünftig.
Beispiel 2
Herstellung einer sprühgetrockneten PVOH-Acrylamulsion
Zu 90 Gewichtsteilen (Gew.-Teile) Feststoff einer gemäß Beispiel 1 hergestellten Acrylemulsion wurden 10 Gew.-Teile Poly(vinylalkohol) Airvol^® 523 als wäßrige Lösung gegeben. Das Polymergemisch wurde bei Raumtemperatur gemischt und bei 100°C mit herkömmlichen Verfahren sprühgetrocknet, wodurch ein feines, frei fließendes Pulver erzeugt wurde. Dieses Pulver ließ sich leicht in Wasser dispergieren, und der wiederdispergierbare Latex war stabil.
Beispiel 3
Fliesenmörtel, die mit herkömmlichen Acryl- und anderen Polymerlatices hergestellt wurden
Es wurde eine Reihe von Fliesenmörteln hergestellt, wobei herkömmliche Acryl- und andere Polymerlatices und das mit PVOH stabilisierte Acryldispersionspulver von Beispiel 2 verwendet wurden, um festzustellen, ob diese Fliesenmörtel durch die mit PVOH stabilisierten Acrylemulsionen oder das daraus hergestellte Dispersionspulver irgendwie beeinflußt werden. Bei der Herstellung des Fliesenmörtels wurden 400 g Portlandzement Typ I, 545 g Sand (Whitehead Brothers, Sorte P60), 10 g Calciumformiat und 5 g Tylose MH6000xp (Methylhydroxyethylcellulose von Hoechst) zu einem Trockengemisch vermischt. Beim Mischen mit einem Hobart-Mischer mit der Geschwindigkeit 1 wurden dem Gemisch innerhalb eines Zeitraums von 30 Sekunden eine Latexmischung, die ausreicht, um 40 Teile trockene Polymerfeststoffe bereitzustellen, und Wasser zugesetzt, so daß die Summe von Wasser aus dem Latex und zusätzlichem Wasser 120 Teile betrug. 130 g zusätzliches Wasser wurden innerhalb eines Zeitraums von 1 Minute langsam zugegeben und insgesamt 3 Minuten gemischt. Dann konnte der Mörtel 5 Minuten zerfallen. Das Mörtelgemisch wurde zum Verbinden verschiedener Kombinationen von Kunststeinplatten, Wandfliesen, Porzellanfliesen und Sperrholz verwendet.

Bei diesen hydraulischen Zementitmörteln wurde die Adhäsion an verschiedenen Substraten getestet, die durch die Scherfestigkeit in kPa (pounds/in²) gemessen wurde. Diese schlossen Sperrholz an Kunststeinplatten (W/Q), Kunststeinplatten an Kunststeinplatten (Q/Q), Porzellanfliesen an Porzellanfliesen (V/V) und Wandfliesen an Wandfliesen (W/W) ein. Der Test erfolgte nach mindestens 7 Tagen und dann nach ungefähr 7-tägigem Einwirken von Wasser erneut. Es wurde der Prozentsatz des Erhalts der Festigkeit berechnet. Tabelle 1 führt die Leistungswerte auf. Tabelle 1 Leistungswerte des mit PVOH stabilisierten Acryllatex in einem Fliesenmörtel

Probe	A	B	C
Polymer	Airbond ACP-67¹	Typ aus Beispiel 1²	Airflex-323³
Polymerstabilisator	Mit einem oberflächenaktiven Mittel stabilisiert	Mit PVOH stabilisiert	Mit PVOH stabilisiert
Polymertyp	Acryl	Acryl	VAE
Menge, g/kg Trockengewicht	40	40	40
T_g	15	21	20
Dichte, g/cm³	1,38	1,43	1,43
W/Q Scherfestigkeit, kPa (psi)
8 Tage trocken	1594 ± 235 (231 ± 34)	1980 ± 255 (287 ± 37)	2284 ± 221 (331 ± 32)
Q/Q Scherfestigkeit, kPa (psi)
9 Tage trocken	2891 ± 228 (419 ± 33)	3277 ± 428 (475 ± 62)	2691 ± 172 (390 ± 25)
W/W Scherfestigkeit, kPa (psi)
8 Tage trocken	3967 ± 711 (575 ± 103)	3829 ± 469 (555 ± 68)	3388 ± 297 (491 ± 43)
8 + 8 Tage feucht	2167 ± 379 (314 ± 55)	2111 ± 207 (306 ± 30)	1394 ± 41 (202 ± 6)
Prozentsatz erhalten, %	54,6	55,1	41,1
V/V Scherfestigkeit, kPa (psi)
8 Tage trocken	3319 ± 442 (481 ± 64)	2891 ± 759 (419 ± 110)	3167 ± 159 (459 ± 23)
8 + 8 Tage feucht	1946 ± 566 (282 ± 82)	2173 ± 193 (315 ± 28)	1539 ± 76 (223 ± 11)
Prozentsatz erhalten, %	58,6	75,2	48,6

¹ Airbond ACP-67 ist ein mit einem oberflächenaktiven Mittel stabilisiertes Copolymer von Butylacrylat, Methylmethacrylat und Acrylsäure, das im Handel für die Verwendung als reine Acrylemulsion bei der Herstellung von Mörteln erhältlich ist
² Wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt
³ Airflex 323 ist eine handelsübliche, mit Poly(vinylalkohol) stabilisierte Vinylacetat-Ethylen-Emulsion

Das Beispiel einer mit PVOH stabilisierten, im wesentlichen reinen Acrylemulsion (B) zeigt sowohl gegenüber der mit einem kommerziellen oberflächenaktiven Mittel stabilisierten, im wesentlichen reinen Acrylemulsion (A) als auch der mit PVOH stabilisierten VAE-Emulsion (C) Leistungsvorteile. Im Vergleich mit der mit dem oberflächenaktiven Mittel stabilisierten Acrylemulsion A zeigt die mit PVOH stabilisierte Acrylemulsion B eine hervorragende Scherfestigkeit im trockenen Zustand bei Sperrholz (W/Q) und bei Kunststeinplatte an Kunststeinplatte, eine äquivalente Adhäsion im trockenen Zustand für Wandfliesen and Wandfliesen und eine etwas geringere Adhäsion bei Porzellanfliesen an Porzellanfliesen. Im feuchten Zustand blieb jedoch eine äquivalente Leistung der Festigkeit erhalten. Im Vergleich mit einer kommerziellen, mit PVOH stabilisierten VAE-Polymeremulsion zeigt die mit PVOH stabilisierte, reine Acrylemulsion B sowohl für den Aufbau aus Wandfliese an Wandfliese als auch den Aufbau aus Porzellanfliese an Porzellanfliese eine höhere Scherfestigkeit im feuchten Zustand bei einer äquivalenten Festigkeit im trockenen Zustand. Es ist außerdem signifikant, daß der Prozentsatz der erhalten gebliebenen Festigkeit für feuchte gegenüber trockenen Porzellanfliesen verbessert wird. Zusammenfassend gewinnt man als Vorteile aus der mit PVOH stabilisierten, reinen Acrylemulsion eine Adhäsionsfestigkeit im trockenen Zustand, die mit der mit PVOH stabilisierten VAE-Emulsion erzielt wird, während die Festigkeitseigenschaften im feuchten Zustand des kommerziellen Acrylsystems erhalten bleiben. Bisher konnte man kein reines Acrylsystem herstellen, das auf einem PVOH-Stabilisator basiert, ohne daß oberflächenaktive Mittel, hydrophile Monomere usw. eingeführt wurden, die alle die Eigenschaften des Mörtels nachteilig beeinflussen können, wenn er mit dem Polymer formuliert wird.
Beispiel 3
Fliesenmörtel mit einem Dispersionspulver

Es wurde eine Reihe von Fliesenmörteln hergestellt und danach erfolgte ein Test der Scherfestigkeit, um den Einfluß des Dispersionspulvers, das aus der reinen PVOH-Acrylemulsion hergestellt worden war, mit anderen handelsüblichen Dispersionspulvern zu vergleichen. 400 g Portlandzement Typ I, 545 g Sand (Whitehead Brothers, Sorte P60), 10 g Calciumformiat, 5 g Tylose MH6000xp (Methylhydroxyethylcellulose von Hoechst) und 40 g eines Dispersionspulvers, das nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren aus einem mit PVOH stabilisierten Acrylemulsionspolymer mit einem Tg-Wert von 21°C hergestellt worden war, wurden als Trockengemisch vermischt. Beim Mischen mit einem Hobart-Mischer mit der Geschwindigkeit 1 wurden innerhalb von 1,5 Minuten langsam 250 g Wasser zugesetzt und es wurde insgesamt 3 Minuten weiter gemischt. Dann konnte der Mörtel 5 Minuten zerfallen. Das Mörtelgemisch wurde zum Verbinden verschiedener Kombinationen von Kunststeinplatten, Wandfliesen, Porzellanfliesen und Sperrholz verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2 Leistungswerte eines mit PVOH stabilisierten Acrylpulvers in einem Fliesenmörtel

Probe	A	B	C
Polymertyp	VAE-Pulver¹	Mit PVOH stabilisiertes Acrylpulver²	Vorgemisch für mit PVOH stabilisiertes Acrylpulver³
Menge, Trockengewicht, g/kg
Pulver	40	40
Vorgemisch (Latexfeststoffe + PVOH)			35,6 4,4
Zusätzlicher Ton
T_g	17	21	21
Dichte, g/cm³	1,48	1,46	1,45
W/Q Scherfestigkeit, kPa (psi)
7 Tage	1704 ± 248 (247 ± 36)	1594 ± 331 (231 ± 48)	1815 ± 276 (263 ± 40)
Q/Q Scherfestigkeit, kPa (psi)
7 Tage	1794 ± 207 (260 ± 30)	2118 ± 186 (307 ± 27)	2739 ± 83 (397 ± 12)
W/W Scherfestigkeit, kPa (psi)
7 Tage	3063 ± 559 (444 ± 81)	3126 ± 524 (453 ± 76)	3402 ± 552 (493 ± 80)
7 + 7 Tage feucht	1283 ± 200 (186 ± 29)	1739 ± 414 (252 ± 60)	1773 ± 497 (257 ± 72)
Prozentsatz erhalten, %	41,9	55,6	52,1
V/V Scherfestigkeit, kPa (psi)
7 Tage	2967 ± 200 (430 ± 29)	2567 ± 131 (372 ± 19)	2926 ± 386 (424 ± 56)
7 + 7 Tage feucht	1359 ± 179 (197 26)	1697 ± 186 (246 ± 27)	1766 ± 69 (256 ± 10)
Prozentsatz erhalten, %	45,8	66,1	60,4

¹ Dispersionspulver, unter der Handelsbezeichnung Airflex RP 225 vertrieben.
² Die Acrylemulsion von Beispiel B (Tabelle 1), die sprühgetrocknet wurde.
³ Acrylemulsion von Beispiel B (Tabelle 1), die nach der Zugabe herkömmlicher Zusätze modifiziert wurde, die notwendig sind, damit eine Wiederdispergierbarkeit erreicht wird.

Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen zwei wichtige Punkte. Erstens zeigen sie, daß das Sprühtrocknungsverfahren, das heißt die Umwandlung der reinen Acrylemulsion in das Vorgemisch (C) (im Vergleich mit Beispiel B in Tabelle 1) oder die Umwandlung in ein Dispersionspulver (B) einen minimalen Einfluß auf die Leistung des Polymers hat. Die Umwandlung einer mit einem herkömmlichen oberflächenaktiven Mittel stabilisierten Emulsion in ein Pulver führt nicht zur Wiederdispergierbarkeit und beeinflußt folglich die Leistung des sprühgetrockneten Polymers in Mörteln deutlich nachteilig. Zweitens, das mit PVOH stabilisierte Acrylpulver (B) ergibt im Vergleich mit dem handelsüblichen VAE-Pulver einen Leistungsvorteil auf dem Gebiet der Scherfestigkeiten im feuchten Zustand für Wandfliese an Wandfliese und Porzellanfliese an Porzellanfliese. Das mit PVOH stabilisierte Dispersionspulver (B) liefert eine vergleichbare Adhäsion an Sperrholz im Vergleich mit der, die das VAE-Dispersionspulver (A) bietet.
Beispiel 4
Test der EIFS-Grundbeschichtung auf Wasserbeständigkeit
Es wurde eine Reihe von hydraulischen EIFS-Grundbeschichtungen hergestellt, die eine Vielzahl von Polymerzusätzen enthalten, um die Wasserbeständigkeit zu bestimmen. Die Formulierung wurde wie folgt hergestellt: 299,1 g Portlandzement Typ III, 349,0 g Quarzsand (70 mesh), 149,6 g Quarzmehl (≤ 0,075 mm (200 mesh)), 79,8 g Marmorstaub (#8), 59,8 g Wollastonit (Nyad G), 2,0 g Bermocoll E411FQ (Berol Nobel), 1,0 g Glasfasern (0,5 in) und 59,8 g eines Dispersionspulvers, das wie in Beispiel 2 beschrieben aus einer mit PVOH stabilisierten Emulsion mit einem Tg-Wert von 17°F hergestellt wurde, die wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt worden war, wurden trockengemischt, bis sie ausreichend gemischt waren. Auf einem Hobart-Mischer mit der Geschwindigkeit 1 wurden innerhalb eines Zeitraums von 2 Minuten 254 g Wasser zugesetzt. Dann konnte der Mörtel 2 Minuten auseinanderfallen. Der entstandene Mörtel hatte eine Dichte von 1,63 g/cm³.
Bei diesen Proben wurden die Adhäsion und die Flexibilität getestet. Die Tabelle 3 führt die Emulsionen und die Werte für die Wasserabsorption bei 24 Stunden (Wasserbeständigkeit) auf. Das Testverfahren war wie folgt:
Test der Wasserbeständigkeit
Eine frisch gemischte EIFS-Grundbeschichtung wurde auf eine dünne Plastikfolie aufgebracht, wobei eine Schablone verwendet wurde. Die Abmessungen der Schablone waren 25,4 × 25,4 × 1,59 mm (4 × 4 × 1/16 inch). Ein Stück eines Fiberglasgitters, das gewöhnlich zum Verstärken von EIFS-Grundbeschichtungen verwendet wird, wurde dann in die Grundbeschichtung eingebettet. Die Proben konnten 7 Tage bei konstanten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen mit 22,2°C (72°F) und 50% relative Feuchte härten. Die Proben wurden sorgfältig gewogen und vollständig unter Wasser getaucht. In verschiedenen Zeiträumen wurden die Proben aus dem Wasser genommen, mit einem Papiertuch trocken getupft, gewogen und wieder in das Wasser gegeben. Dieses Verfahren wurde wiederholt, bis ein 24-stündiges Einweichen in Wasser erreicht worden war.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurden verschiedene Emulsionen und Dispersionspulver formuliert und getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Test der Wasserbeständigkeit von EIFS-Grundbeschichtungen, die mit verschiedenen Polymer-Modifikationsmitteln formuliert wurden

Polymertyp	Stabilisierung	Form	Wasserabsorp-	Umwandlungs-
			tion, 24 h (%)	temperatur
				zweiter Ordnung
				(°C)
Serie I
Acryl¹	PVOH	Emulsion	9,27	21
Acryl²	oberflächen-
	aktives Mittel	Emulsion	12,41	13
Acryl³	oberflächen-
	aktives Mittel	Pulver	13,34	13
Serie II
Acryl	PVOH	Emulsion	3,41	21
Acryl	oberflächen-
	aktives Mittel	Emulsion	4,31	13
VAE⁴	PVOH	Pulver	3,71	–8
Serie III
Acryl	PVOH	Pulver	12,80	17
Acryl	PVOH	Emulsion	12,50	17
Acryl	oberflächen-
	aktives Mittel	Emulsion	13,31	13
Serie IV
Acryl	PVOH	Emulsion	5,72	–14
Acryl	PVOH + 4%
	Abex EP-120⁵	Emulsion	8,09	–14
Acryl	oberflächen-
	aktives Mittel	Emulsion	9,44	13

¹ Die Acrylemulsion von Beispiel B (Tabelle 1)
² Acrylemulsion, unter der Handelsbezeichnung ACP-67 vertrieben
³ Acrylemulsion, die auf einem carboxylierten Butylacrylat/Methylmethacrylat-Polymer basiert, das sprühgetrocknet wurde (unter der Handelsbezeichnung Airbond SP 102 vertrieben)
⁴ Dispersionspulver, unter der Handelsbezeichnung Airflex RP 245 vertrieben
⁵ Die Acrylemulsion von Beispiel B (Tabelle 1), die durch die nachträgliche Zugabe des oberflächenaktiven Mittels Abex EP-120 modifiziert wurde, wodurch eine reine Acrylemulsion simuliert wurde, die in Gegenwart des stabilisierenden Systems polymerisierte, das aus Poly(vinylalkohol) und einem oberflächenaktiven Mittel besteht.

Die Werte in der vorstehenden Tabelle 3 zeigen die überragende Leistung des mit PVOH stabilisierten, reinen Acrylpolymerproduktes – ob nun in Emulsionsform oder in wiederdispergierbarer Form-deutlich. In der vorstehenden Serie I zeigte die mit PVOH stabilisierte Acrylemulsion eine hervorragende Wasserbeständigkeit gegenüber der mit einem oberflächenaktiven Mittel stabilisierten Acrylemulsion als auch dem mit dem oberflächenaktiven Mittel stabilisierten Acryldispersionspulver. In der Serie II ist auch aufgezeigt, daß die mit PVOH stabilisierte Acrylemulsion eine hervorragende Wasserbeständigkeit gegenüber dem VAE-Dispersionspulver hat. In der Serie III zeigten sowohl die mit PVOH stabilisierte Acrylemulsion als auch das daraus hergestellte Dispersionspulver eine bessere Wasserbeständigkeit im Vergleich mit der mit dem oberflächenaktiven Mittel stabilisierten Acrylemulsion. Die Serie IV zeigt den negativen Einfluß der Einführung eines oberflächenaktiven Mittels in ein mit PVOH stabilisiertes Acrylsystem. Das nicht modifizierte, mit PVOH stabilisierte Acrylemulsionspolymer hat eine hervorragende Wasserbeständigkeit.
(Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß wegen der Veränderlichkeit beim Abbinden der Zementitzusammensetzungen kein Vergleich zwischen den Datenreihen vorgenommen werden kann.)
Beispiel 5
Gemäß Beispiel 4 wurden mit drei verschiedenen, mit PVOH stabilisierten, reinen Acrylemulsionen Formulierungen von EIFS-Grundbeschichtungen hergestellt und getestet. Bei den Formulierungen wurde die Wasserabsorption nach 2-stündigem Eintauchen in Wasser getestet, wobei der einzige Unterschied in der Partikelgröße des Polymers in der Emulsion bestand.

Tabelle 4 führt die Bedingungen und Ergebnisse auf. Tabelle 4

	Partikelgröße Gewichtsmittel des Partikeldurchmessers, μm (Mikron)	2-stündige Wasserabsorption Gramm/cm² (in²) Oberfläche
Probe 1	1,17	2,32 (0,36)
Probe 2	0,71	0,84 (0,13)
Probe 3	0,52	0,90 (0,14)

Diese Werte zeigen, daß keine optimale Leistung erreicht wird, wenn die Polymeremulsion aus Partikeln mit einem Gewichtsmittel des Durchmessers von 1,17 μm besteht. Das Gewichtsmittel des Durchmessers liegt im Bereich von 0,3 bis 0,8 μm Durchmesser.

Claims

Mörtelzusammensetzung, die einen hydraulischen Zement und ein polymeres Bindemittel umfasst, wobei das Bindemittel ein durch Emulsionspolymerisation eines Acrylmonomersystems, das aus C_1-8-Niederalkylestern von Acryl- oder Methacrylsäure und gegebenenfalls anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren aus der Gruppe bestehend aus Vinylacetat, Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäure und Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid und Fumarsäureanhydrid in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% der bei der Herstellung des Polymers eingesetzten Monomere, besteht, in Gegenwart eines Stabilisatorsystems, das im Wesentlichen aus Poly(vinylalkohol) besteht und kein Tensid enthält, und eines Kettenübertragungsmittels gebildetes Acrylpolymer mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 0,3 bis 0,8 Mikrometer umfasst.
Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Poly(vinylalkohol) in einer Menge von etwa 3 bis etwa 7 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierten Monomere, in die Emulsion eingearbeitet ist.
Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 2, wobei die Mörtelzusammensetzung in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Mörtel Folgendes umfasst: Inerter Füllstoff 0–90 Hydraulischer Zement 8–99,5 Emulsionspolymerfeststoffe oder redispergierbares Pulver 0,5–30
Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Acrylpolymer eine Glasübergangstemperatur im Bereich von –60 bis +50°C aufweist.
Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Acrylpolymer in Form eines redispergierbaren Pulvers vorliegt.
Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die Acrylmonomere aus der Gruppe bestehend aus Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat ausgewählt sind.
Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die Glasübergangstemperatur im Bereich von –25 bis +35°C liegt.
Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das Acrylpolymer im Wesentlichen aus polymerisierten Einheiten von Methylmethacrylat und Butylacrylat besteht.
Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die Mörtelzusammensetzung in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Mörtel Folgendes umfasst: Inerter Füllstoff 28–78 Hydraulischer Zement 20–60 Emulsionspolymerfeststoffe oder redispergierbares Pulver 2–12