EP3625187A1 - Dispersionspulver-zusammensetzung enthaltend vinylalkohol-copolymerisat - Google Patents

Dispersionspulver-zusammensetzung enthaltend vinylalkohol-copolymerisat

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EP3625187A1
EP3625187A1 EP17748688.3A EP17748688A EP3625187A1 EP 3625187 A1 EP3625187 A1 EP 3625187A1 EP 17748688 A EP17748688 A EP 17748688A EP 3625187 A1 EP3625187 A1 EP 3625187A1
Authority
EP
European Patent Office
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mol
vinyl
monomer units
vinyl alcohol
water
Prior art date
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Pending
Application number
EP17748688.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Abdulmajid Hashemzadeh
Peter BRANDMÜLLER
Walter Dobler
Hardy Herold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
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Filing date
Publication date
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    • C04B2111/72—Repairing or restoring existing buildings or building materials

Definitions

  • the invention relates to a dispersion powder composition comprising vinyl alcohol copolymer, process for their preparation ⁇ and their use.
  • Water-redispersible polymer powders are polymer powders which are generally obtained by drying the corresponding aqueous polymer dispersions of the film-forming base polymer in the presence of a drying aid (generally a protective colloid).
  • a drying aid generally a protective colloid
  • the protective colloid content on the one hand during the drying process the polymer particles are prevented from irreversibly sticking because the polymer particles are enveloped by the water-soluble protective colloid particles.
  • this protective colloid matrix which dissolves again when the polymer powder is dispersed in water, causes the polymer particles to again be present with the particle size of the starting dispersion in the aqueous redispersion (TIZ ausberichte, 1985, Vol. 109 (9), 698 ).
  • polyvinyl alcohols are ⁇ sets, for example, in the method described in WO
  • EP 1020493 A1 describes the use of a partially acetalized, water-soluble polyvinyl alcohol as a drying aid in the preparation of a water-redispersible polymer powder by spray-drying the corresponding polymer dispersion.
  • WO 2013/017491 AI is described.
  • EP 1020493 A1 describes the use of a partially acetalized, water-soluble polyvinyl alcohol as a drying aid in the preparation of a water-redispersible polymer powder by spray-drying the corresponding polymer dispersion.
  • 2012/159848 AI are fully hydrolysed vinyl acetate copolymers isopropenyl acetate as a protective colloid for stabilizing egg ⁇ ner aqueous polymer dispersion and as a drying aid for the drying of an aqueous polymer dispersion.
  • EP 477900 A2 describes dispersion powder compositions with polyvinyl alcohol which improve the properties of so that modified building materials still contain fully hydrolyzed vinyl acetate 1-methylvinyl acetate copolymers.
  • EP 1400557 Al describes the use of a vinyl alcohol copolymer with 1 to 12 mol% of ethylene units as a drying aid in the production of dispersion powders.
  • Such dispersion powders are mainly used in construction chemical products, for example in dry mortar formulations, which are made ready for use by adding water.
  • these dry mortar formulations also contain mineral binders such as cement, as well as fillers and optionally other additives.
  • Such Tro ⁇ ckenmörtelformulierungen be mixed with water, and the thus obtained mortar, for example as tile adhesives, joint ⁇ filler, putty, plasters, screed or plied ap- as Dichtschlämme.
  • Sealing slurries can be applied, for example, with a brush or roller. This requires a low viscosity, since ⁇ can be applied easily with the sludge. Therefore, in this method of application more water is used in the formulation, which although the tackiness decreases very much, but a considerably higher time required, since many layers must be applied, to the prescribed in the standards, for example in DIN EN 14891, minimum dry - Layer thickness of 2 mm is obtained. In practice, therefore, more and more the order of the sludge by means of toothed spatula prevails. In order to prevent the running of the applied masses, one needs a special flow behavior, ie a good stability.
  • the invention in water redispersible poly ⁇ merpulver compositions dispersion powder Swissun- gen) containing vinyl alcohol copolymer, which are characterized keep it ⁇ that one or more ethylenically unsaturated monomers in the presence of a protective colloid and / or emulsifier are polymerized in an aqueous medium radical, and the DA in resulting aqueous polymer dispersion after the addition of
  • Protective colloid is dried as a drying aid, characterized ge ⁇ indicates that
  • one or more vinyl alcohol copolymers containing a) from 80 to 99 mol% of vinyl alcohol monomer units, b) from 0.5 to 10 mol% of monomer units derived from vinyl esters of unbranched or branched alkylcarboxylic acids with 3 to 18 carbon atoms, c) 0.5 to 10 mol% of monomer units which are quaternized by ethylenically unsaturated monomers having one or more functional groups selected from the group comprising Car ⁇ bon Textre radical, sulfonic acid radical Amine radical, phosphoric acid radical, and salts thereof, and d) 0 to 5 mol% vinyl acetate monomer units, wherein the data in mol% in each case add up to 100 mol% can be used.
  • the vinyl alcohol copolymers comprise a) 80 to 99 mol%, preferably 85 to 97 mol% vinyl alcohol monomer units, b) 0.5 to 10 mol%, preferably 1 to 8 mol%, Monomereinhei ⁇ th which derived from vinyl esters of unbranched or branched alkylcarboxylic acids having 3 to 18 carbon atoms, c) 0.5 to 10 mol%, preferably 1 to 8 mol%, Monomereinhei th, which of ethylenically unsaturated monomers with a or more functional groups selected from the group consisting of carboxylic acid residue, sulfonic acid residue, quaternized lized amine radical, phosphoric acid radical, as well as their salts are derived, from ⁇ , and
  • Preferred vinyl esters of unbranched or branched alkylcarboxylic acids having 3 to 18 carbon atoms are vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl laurate, 1-methylvinyl acetate and vinyl esters of ⁇ -branched monocarboxylic acids having 5 to 13 C atoms. Atoms, for example vinyl pivalate, VeoVa9 R , VeoVal0 R or VeoVall R (trade name of Hexion). Particularly preferred are the vinyl esters of ⁇ -branched monocarboxylic acids having 9 to 10 C atoms (VeoVa9 R and VeoVal0 R ).
  • suitable ethylenically unsaturated carboxylic acids are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid and its anhydride, monoesters of fumaric acid or maleic acid, such as the ethyl and isopropyl esters, or unsaturated fatty acids having 7 to 25 carbon atoms, and the salts of the carboxylic acids mentioned.
  • Acrylic and methacrylic acid, maleic acid (anhyd- chloride) and crotonic acid, and the salts of said Carbonching ⁇ ren are preferred.
  • vinylsulfonic acid Preference is given to vinylsulfonic acid, sulfopropyl (meth) acrylate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and methallylsulfonic acid, 1-allyloxy-2-hydro- roxy sulfonic acid, acrylic acid (3-sulfopropyl) ester, methacrylic acid (3-sulfopropyl) ester, itaconic acid bis (3-sulfopropyl) ester, and the salts of said acids.
  • Quaternized amine monomers suitable as monomers c) are diallyldimethylammonium chloride (DADMAC), diallyl diethylammonium chloride (DADEAC), (3-methacryloxy) propyltrimethylammonium chloride (MPTAC), (3-methacryloxy) ethyltrimethylammonium chloride (METAC), (3 Methacrylamido) propyl trimethyl ammonium chloride (MAPTAC).
  • Suitable monomers with phosphoric acid radical are vinylphosphonic acid and dimethyl vinylphosphonate, phosphoalkyl methacrylates, such as phosphoethyl methacrylate and phosphopropyl methacrylate.
  • the most preferred monomers c) are vinylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and salts thereof.
  • up to 5 mol% of reactive monomers from the group of ethylenically unsaturated monomers with alkoxysilane group or epoxy group or amine group or amide group can be copolymerized.
  • the vinyl alcohol copolymers can be mentioned comonomers and subsequent hydrolysis of the thus obtained vinyl acetate copolymers are prepared with ⁇ means of radical polymerization of vinyl acetate with the under b) and c) in a known manner.
  • ⁇ means of radical polymerization of vinyl acetate with the under b) and c) in a known manner.
  • Suitable solvents are in ⁇ play, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and an ethanol-isopropanol mixture.
  • the polymerization is carried out under reflux at a temperature of 35 ° C to 100 ° C.
  • the radical initiation takes place by adding common initiators.
  • customary initiators are percarbonates, such as cyclohexyl peroxydicarbonate, peresters, such as t-butyl perodecanoate or t-butyl peroxypivalate, peroxide initiators, such as t-butyl hydroperoxide, diacyl peroxides, such as dilauroyl peroxide, and azo initiators, such as azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis. (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile).
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • the monomers can be initially charged in total, added in total, or be charged in portions , and the remainder added after the initiation of the polymerization.
  • the initiator is preferably initially introduced and the remaining portion is metered in each case.
  • the molecular weight adjustment may be in the
  • the saponification (transesterification, hydrolysis) of vinyl acetate copoly merisats carried out in manner known per se, for example by the kneader or in a stirred tank, preferably in the alkali ⁇ rule with the addition of base.
  • the vinyl acetate copolymer is preferably in an alcoholic solution with monohydric, aliphatic alcohols having 1 to 4 carbon atoms or their mixtures as solvent. Metha ⁇ nol and ethanol / isopropanol mixture are particularly preferred.
  • the content of vinyl acetate copolymer in the solution is 20 to 85 wt .-%, preferably 30 to 80 wt .-%.
  • alkaline catalysts To initiate the hydrolysis It is preferred to use alkaline catalysts.
  • the hydroxides, alkoxides and carbonates of Al ⁇ kali- or alkaline earth metals Preference is given to sodium hydroxide.
  • the alkaline catalysts are preferably used in alcoholic solution. Most preferred is a methano ⁇ metallic solution of NaOH.
  • the amounts of alkaline catalyst used are generally 0.2 to 20.0 wt .-%, based on the vinyl acetate copolymer.
  • the hydrolysis is generally carried out at temperatures of 40 ° C to 90 ° C, preferably 50 ° C to 85 ° C, generally in a stirred tank. By adding the catalyst solution, saponification is initiated. Upon reaching the desired degree of hydrolysis, the hydrolysis is stopped.
  • the termination takes place by addition of acidic reagents, such as carboxylic acids or mineral acids, preferably acetic acid.
  • the solvent is distilled off, for example by means of steam stripping and the vinyl alcohol copolymer dissolved in water.
  • the vinyl alcohol copolymer can also be separated from the liquid phase by precipitation or drying and isolated as a solid.
  • the vinyl alcohol copolymer is preferably used in aqueous solution.
  • Vinylester of straight-chain or branched alkyl carboxylic acids are ⁇ men having 1 to 15 C-Ato for the preparation of the aqueous polymer dispersions of the Ba sispolymerisats suitable monomers, methacrylic acid ester and acrylate of alcohols having 1 to 15 C atoms, vinyl aromatics, olefins, dienes or vinyl halides.
  • Preferred vinyl esters are vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl laurate, 1-methylvinyl acetate, vinyl pivalate and vinyl esters of alpha-branched monocarboxylic acids having 9 to 13 carbon atoms, for example VeoVa9® or VeoValO® ( Trade name of company Momentive). Especially before ⁇ is Trains t vinyl acetate.
  • Preferred methacrylic esters or acrylic esters are methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, norbornyl acrylate.
  • Particularly preferred are methyl acrylate, methyl methacrylate, n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
  • olefins and dienes are ethylene, propylene and 1,3-butadiene.
  • Suitable vinyl aromatics are styrene and vinyl toluene.
  • a preferred vinyl halide is vinyl chloride.
  • auxiliary monomers can be copolymerized.
  • Hilfsmono- mers are ethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids, preferably acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid and maleic acid ⁇ ; ethylenically unsaturated carboxylic acid amides and nitriles, preferably acrylamide and acrylonitrile; Mono- and diesters of fumaric acid and maleic acid, such as the diethyl and diisopropyl esters, and also maleic anhydride, ethylenically unsaturated sulfonic acids or salts thereof, preferably vinylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid.
  • precrosslinking comonomers such as polyethylenically unsaturated comonomers, for example divinyl adipate, diallyl maleate, allyl methacrylate or triallyl cyanurate, or post-crosslinking comonomers, for example acrylamidoglycolic acid (AGA), methyl acrylamidoglycolic acid methyl ester (MAGME), N-methylolacrylamide (NMA), N-methylol methacrylamide (NMMA), N-methylolallyl carbamate, alkyl ethers such as the isobutoxy ether or esters of N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide and N-methylolallyl carbamate.
  • AGA acrylamidoglycolic acid
  • MAGME methyl acrylamidoglycolic acid methyl ester
  • NMA N-methylolacrylamide
  • NMMA N-methylol methacrylamide
  • alkyl ethers such as the iso
  • epoxide-functional comonomers such as glycidyl methacrylate and glycidyl acrylate.
  • silicon-functional comonomers such as acryloxypropyltri (alkoxy) and methacryloxypropyltri (alkoxy) silanes, such as methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltrialkoxysilanes and vinylmethyldialkoxysilanes, such as vinyltrimethoxysilane or vinyltriethoxysilane or vinylmethyldimethoxysilane, alkoxy groups containing, for example, methoxy, ethoxy and ethoxypropylene glycol ether radicals could be.
  • Further suitable comonomers are vinyl alkyl ethers, such as, for example, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl octadecyl ether.
  • homopolymers and copolymers which are suitable as base polymers are vinyl acetate homopolymers, copolymers of vinyl acetate with ethylene, copolymers of vinyl acetate with ethylene and one or more further vinyl esters,
  • Copolymers of vinyl acetate with ethylene and acrylic acid ter copolymers of vinyl acetate with ethylene and vinyl chloride, styrene-acrylic acid ester copolymers, styrene-1, 3-butadiene copolymers.
  • Copolymers of vinyl acetate with from 1 to 40% by weight of ethylene Copolymers of vinyl acetate with 1 to 40 wt .-% of ethylene and 1 to 50 wt .-% of one or more other Comonome- ren from the group of vinyl esters having 3 to 15 carbon atoms in the carboxylic acid such as vinyl propionate, vinyldodecanoate, vinyl esters of alpha branched carboxylic acids having 9 to 13 C atoms, such as VeoVa9®, VeoValO®, VeoVall®;
  • Copolymers of one or more vinyl esters having 1 to 12 carbon atoms in the carboxylic acid radical such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl laurate, vinyl esters of alpha-branched carboxylic acids having 5 to 13 carbon atoms such as VeoVa9 R , VeoVal0 R , VeoVall R , 1 to 40 wt. % Ethylene and 1 to 60% by weight vinyl chloride;
  • auxiliary monomers can be copolymerized in the stated amounts, and the information in wt .-% add up to each 100 wt .-%.
  • (meth) acrylic acid ester polymers such as copolymers of n-butyl acrylate or 2-ethylhexyl acrylate or copolymers of methyl methacrylate with n-butyl acrylate and / or 2-ethylhexyl acrylate and optionally ethylene;
  • auxiliary monomers can be copolymerized in the stated amounts, and the information in wt .-% add up to each 100 wt .-%.
  • Comonomers is made in such a way that in general a glass transition temperature Tg ⁇ from -50 ° C to + 50 ° C, preferably -10 ° C to + 30 ° C results.
  • the glass transition temperature Tg of the polymers can be determined in a known manner by means of differential scanning calorimetry (DSC).
  • Tgn the glass transition temperature in Kelvin of the homopolymer of the monomer n. Tg values for homopolymers are listed in Polymer Handbook 2nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975).
  • the preparation of the homopolymers and copolymers is preferably carried out by the emulsion polymerization process, the polymerization temperature in general, but not necessarily ⁇ 100 ° C.
  • the polymerization can be carried out independently of the polymerization process with or without the use of seed latex, with presentation of all or individual components of the reaction mixture, or with partial introduction and subsequent addition of the or individual constituents of the reaction mixture, or after the Dosierverfah ⁇ Ren without template are performed. All of the comonomers can be initially charged for the preparation of the dispersion (batch process), or some of the monomers are initially charged and the remainder is metered (semibatch process).
  • the initiation of the polymerization takes place with the water-soluble initiators or redox initiator combinations customary for emulsion polymerization.
  • water-soluble initiators are the sodium, potassium and ammonium salts of peroxodisulfuric acid, hydrogen peroxide, tert-butyl hydroperoxide, potassium peroxodiphosphate, cumene hydroperoxide, isopropylbenzene monohydroperoxide.
  • the initiators mentioned ⁇ the generally used in an amount of 0.001 to 0.02 wt .-%, preferably 0.001 to 0.01 wt .-%, based in each case on the Ge ⁇ fels of the monomers.
  • Suitable reducing agents are the sulfites and bisulfites of the alkali metals and of Ammo ⁇ nium, for example sodium sulfite, the derivatives of sulfoxylic acid such as zinc or Alkaliformaldehydsulfoxylate, example ⁇ example, sodium hydroxymethanesulfinate, ascorbic acid, and mixtures of the salts of 2-hydroxy-2-sulfinato Acetic acid and 2-hydroxy-2-sulfonato-acetic acid with sodium sulfite.
  • the reducing agent ⁇ amount by weight in general, 0.001 to 0.03. ⁇ 6, Preference, from 0.001 to 0.015 wt .-%, each based on the Automatge ⁇ weight of the monomers.
  • the molecular weight substances can be used during the poly merisation ⁇ controlled. If regulators are used, they are to be polymerized, they usually Zvi ⁇ rule in amounts of 0.01 to 5.0 wt .-%, based on the Monomers, used and dosed separately or pre-mixed with Re ⁇ action components. Examples of such substances are n-dodecyl mercaptan, tert. Dodecylmercaptan, mercaptopropionic acid, methyl mercaptopropionate, isopropanol and acetaldehyde.
  • the polymerization is preferably carried out in the presence of
  • Suitable protective colloids are the erfindungsge ⁇ MAESSEN vinyl alcohol copolymers, polyvinyl alcohols, polyvinyl nylacetale, polyvinyl pyrrolidones, polysaccharides in wasserlös ⁇ Licher form such as starches (amylose and amylopectin), celluloses and their methyl, hydroxyethyl or hydroxypropyl derivatives, poly (meth) acrylamide.
  • Partially hydrolyzed or fully hydrolysed polyvinyl alcohols having a degree of hydrolysis of 80 to 100 mol%, in particular partially hydrolyzed polyvinyl alcohols having a degree of hydrolysis of 80 to 95 mol% and a Höppler viscosity, in 4 "aqueous solution of 1 to 30 are preferred as protective colloids in the polymerization mPas (Höppler method at 20 ° C, DIN 53015).
  • Examples are partially hydrolyzed copolymers of vinyl acetate with hydrophobic comonomers, such as isopropenyl acetate, vinyl pivalate, vinyl ethylhexanoate, Vinylester of ge ⁇ saturated alpha-branched monocarboxylic acids having 5 or from 9 to 13 carbon atoms, dialkyl maleates and dialkyl pylmaleinat as diisopropyl maleate and diisopropyl fumarate, vinyl chloride, Vinyl alkyl ethers such as vinyl butyl ether, olefins such as ethene and decene.
  • hydrophobic comonomers such as isopropenyl acetate, vinyl pivalate, vinyl ethylhexanoate, Vinylester of ge ⁇ saturated alpha-branched monocarboxylic acids having 5 or from 9 to 13 carbon atoms, dialkyl maleates and dialkyl pylmaleinat as diisopropyl
  • the proportion of hydrophobic units is preferably 0.1 to 10 wt .-%, based on the total weight of the partially hydrolyzed polyvinyl alcohol. It is also possible to use mixtures of the stated polyvinyl alcohols. Most preferred are partially hydrolyzed polyvinyl alcohols having a degree of hydrolysis of from 85 to 94 mol% and a Höppler viscosity, in 4% strength aqueous solution of from 3 to 15 mPas (Höppler method at 20 ° C., DIN 53015).
  • the protective colloids mentioned are obtainable by methods known in the art and are generally used in an amount of 1 to 20 wt .-%, based on the total weight of the monomers, in the Po ⁇ lymerisation. If appropriate, mixtures of the said preferred protective colloids can also be used in each case with the vinyl alcohol copolymer according to the invention.
  • the polymerization can also be carried out in the presence of nonionic emulsifier, or in the presence of one or more of said protective colloids in combination with nonionic emulsifier.
  • Suitable nonionic emulsifiers are surfactants such as alkyl polyglycol ethers or alkylaryl polyglycol ethers having 8 to 40 alkylene oxide units. Al koxylators Cs to Ci6-alkanols, which oxides with C 2 _ to C4 alkylene, especially ethylene oxide and propylene oxide or mixtures thereof are preferred are alkoxylated.
  • the nonionic emulsifiers are generally added in an amount of 0.05 to 10 wt .-%, based on the total weight of the monomers, in the polymerization.
  • aqueous dispersions obtainable therewith have a solids content of from 30 to 75% by weight, preferably from 50 to 60% by weight.
  • the aqueous polymer dispersions of the base polymer are dried after addition of one or more protective colloids as drying aid.
  • suitable protective colloids are the be ⁇ already previously mentioned in the polymerization as suitable protective colloids.
  • one or more of the OF INVENTION ⁇ to the invention vinyl alcohol copolymers are used as a drying aid. Particular preference is given to embodiments in which the vinyl alcohol copolymers of the invention are only as
  • drying aid and not used in the polymerization who ⁇ .
  • the drying aid is used in a total amount of 0.1 to 20 wt .-%, preferably 1 to 7 wt .-%, each based on the total weight of the polymeric components of the aqueous dispersion of the base polymer.
  • Drying is carried out for example by means of fluidized bed ⁇ drying, freeze drying or spray drying.
  • the polymer dispersions are spray-dried.
  • the spray-drying is carried out in conventional spray-drying plants, wherein the atomization can be carried out by means of single-, two- or multi-fluid nozzles or with a rotating disk.
  • the outlet temperature is generally selected in the range from 45 ° C to 120 ° C, preferably 60 ° C to 90 ° C, depending on the system and the desired degree of drying.
  • the powder obtained can be mixed with an antiblocking agent (anticaking agent), are wt .-%, based on the total weight of PO lymeren components of the aqueous dispersion of the base polymer, equipped before ⁇ preferably to 30 ,
  • antiblocking agents are calcium carbonate or magnesium carbonate, talc, gypsum, silica, kaolins, metakaolins, silicates with particle sizes preferably in Be ⁇ range from 10 nm to 100 ym.
  • the viscosity of the mixture to be atomized and dried can be adjusted via the solids content so that a value of ⁇ 1000 mPas (Brookfield viscosity at 20 revolutions and 23 ° C.), preferably ⁇ 500 mPas, especially preferably ⁇ 250 mPas, is obtained ,
  • the solids content of the mixture to be atomized should be> 30% by weight, preferably> 40% by weight.
  • constituents of dispersion powder compositions are, for example, pigments, fillers, foam stabilizers, Hyd ⁇ rophobi für supra, plasticizers.
  • a silica sol is added to the aqueous polymer dispersions of the base polymer before or during the drying.
  • Silica sols are aqueous solutions or aqueous suspensions of silica particles (SiO 2).
  • the silica sols include colloidal silica, water glass or silica sol.
  • the addition amount is in ERAL ⁇ NEN 0.1 to 10 wt .-%, wherein the information in wt .-% based on the solid content of the silica sols and refer to the Ge ⁇ fels of the polymeric components of the aqueous dispersion of the base polymer.
  • the dispersion powder compositions of the invention can be used in the typical application areas.
  • the dispersion powder compositions are mittein for modifying building compositions based on mineral binders such as cement, plaster or lime mortar, turned ⁇ sets.
  • mineral binder examples include cement such as Portland, aluminate, trass, slag, magnesia, Phosphatze ⁇ ment, gypsum as calcium sulphate hemihydrate in the form of calcined gypsum, stucco or plaster of paris and / or lime as calcium hydroxide.
  • the building compositions contain fillers such as sand, for example silica sand or quartz powder, gravel, chalk, dolomite, light spar, respectively, in the manner customary for the relevant application depending ⁇ grain size and quantity.
  • fillers are fibers such as acrylate, polyethylene or cellulose fibers.
  • thickening agents for example organic thickening agents such as cellulose ether and inorganic thickening ⁇ ckungsmittel such as bentonite, pigments, wetting agents, dispersing auxiliaries, preservatives, defoamers, Verfil- mung tool, antifreeze.
  • the dispersion powder compositions are preferably used for the production of sealing slurries, building adhesives, in particular tile adhesives or adhesives in thermal insulation composite systems, plasters, fillers, floor fillers, leveling compounds, joint mortars, repair mortars or crack-bridging plasters. Most preferred is the use in sealing slurries.
  • a dry mortar formulation typical of a sealing slurry (without dispersion powder fraction) is for example: 10 to 50 parts by weight of cement, 10 to 50 parts by weight of quartz sand, 1.0 to 10 parts by weight of fibers, 0.1 to 1.0% by weight Parts Cement liquefier, 0.1 to 1.0 parts by weight defoamer.
  • the dispersion powder compositions are preferably used in an amount of 5 to 50 wt .-%, each based on the Ge ⁇ fels the dry mortar formulations used.
  • the ready-made mortar is manufactured by mixing with water, wherein the amount of water is preferably such that 25 to 60 parts by wt. Of water to 100 wt. Parts byferfor ⁇ formulation can be used.
  • the latter for example as a coating agent for paper and textile.
  • the dispersion powder compositions can also be used as binders for sand, optionally in combination with mineral binders, for example for the consolidation of joint sand or for the consolidation of the surfaces of sand roads or gravel areas.
  • the monomer solution 2, 1319 g of a 25% aqueous solution of vinyl sulfonate was zudo ⁇ siert with a metering time of 195 minutes.
  • the reactor was locked, the pressure in the reactor increased to 0.2 bar and post-polymerized at 100 ° C for one hour. Thereafter, the polymer solution was cooled to 30 ° C and diluted with methanol to a 31 wt .-% solution.
  • the Polymerlö ⁇ solution was overcoated without stirring with 38440 g of methanol and there ⁇ added after a mixture of 775 g of methanol and 657 g of 46% sodium hydroxide solution and stirred. After two hours, the solution was neutralized with 342 g of acetic acid (99.8%). Subsequently ⁇ WUR the methanol and the by-products ent ⁇ removed by steam stripping.
  • Dispersion powder 1 Dispersion powder 1:
  • the dispersion thus obtained was sprayed by means of a two-fluid nozzle.
  • the atomizing component used was 4 bar compressed air.
  • the formed droplets were heated to 125 ° C in the air
  • the dry polymer powder was mixed with 18% by weight of commercially available antiblocking agent (mixture of calcium carbonate and kaolin).
  • Dispersion powder 2 is a mixture of Dispersion powder 2:
  • Dispersion powder 3 (comparison):
  • the procedure was analogous to the preparation of dispersion powder 1, with the difference that before drying, instead of the aqueous solution of the vinyl alcohol copolymer, 4 kg egg ⁇ ner aqueous solution of a polyvinyl alcohol (Hoeppler viscosity of 4 mPa s , Degree of hydrolysis of 88 mol%, solids content 20%) was added.
  • Dispersion powder 4 (comparison):
  • the inorganic binders (cements and anhydrite), then the fillers, then the respective dispersion powder and finally the other additives.
  • the mixture was then mixed homogeneously for 15 minutes.
  • the aqueous coating composition was prepared with a water-solid material ⁇ factor of 0.265 in analogy to EN 196-1.
  • Trowel on a vertically erected concrete slab preparedtra ⁇ gene. Thereafter, the coating mortar was applied in each case with a toothed trowel with a toothing 8mm x 8mm so that the webs were applied horizontally from left to right.
  • the stability was rated qualitatively with a grading system of 1 to 6.
  • the rating system ranges from
  • the Aufzieh computers was rated qualitatively with a grading system from 1 to 6.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung sind in Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzungen enthaltend Vinylalkohol-Copolymerisat, welche dadurch erhalten werden, dass ein oder mehrere ethylenisch ungesättigte Monomere in Gegenwart von Schutzkolloid und/oder Emulgator in wässrigem Medium radikalisch polymerisiert werden, und die dabei erhaltene wässrige Polymerdispersion nach Zusatz eines Schutzkolloids als Trocknungshilfe getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Polymerisation und/oder der Trocknung als Schutzkolloid ein oder mehrere Vinylalkohol-Copolymerisate enthaltend a) 80 bis 99 Mol-% Vinylalkohol-Monomereinheiten, b) 0,5 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von Vinylestern von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 3 bis 18 C-Atomen ableiten, c) 0,5 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Carbonsäure-Rest, Sulfonsäure-Rest, quaternisierter Amin-Rest, Phosphorsäure-Rest, sowie deren Salze, ableiten, und d) 0 bis 5 Mol-% Vinylacetat-Monomereinheiten, wobei sich die Angaben in Mol-% jeweils auf 100 Mol-% aufaddieren, verwendet werden.

Description

Dispersionspulver-Zusammensetzung enthaltend Vinylalkohol-Copo- lymerisat
Die Erfindung betrifft eine Dispersionspulver-Zusammensetzung enthaltend Vinylalkohol-Copolymerisat , Verfahren zu deren Her¬ stellung und deren Verwendung.
In Wasser redispergierbare Polymerpulver (Dispersionspulver) sind Polymerpulver, welche im Allgemeinen durch Trocknung der entsprechenden wässrigen Polymerdispersionen des filmbildenden Basispolymerisats, in Gegenwart von einer Trocknungshilfe (im Allgemeinen ein Schutzkolloid), erhalten werden. Aufgrund des Schutzkolloidanteils wird zum einen beim Trocknungsvorgang verhindert, dass die Polymerteilchen irreversibel verkleben, da die Polymerteilchen von den wasserlöslichen Schutzkolloid-Teilchen umhüllt werden. Zum anderen bewirkt diese Schutzkolloid- Matrix, welche sich beim Dispergieren des Polymerpulvers in Wasser wieder auflöst, dass die Polymerpartikel wieder mit der Partikelgröße der Ausgangsdispersion in der wässrigen Redisper- sion vorliegen (TIZ-Fachberichte, 1985, Vol. 109 (9), 698).
Als Schutzkolloide werden in der Regel Polyvinylalkohole einge¬ setzt, beispielsweise in dem Verfahren, welches in der WO
2013/017491 AI beschrieben ist. Die EP 1020493 AI beschreibt die Verwendung eines teilacetalisierten, wasserlöslichen Po- lyvinylalkohols als Trocknungshilfe bei der Herstellung eines in Wasser redispergierbaren Polymerpulvers mittels Sprühtrocknung der entsprechenden Polymerdispersion. In der WO
2012/159848 AI werden vollverseifte Vinylacetat-Isopropenyl- acetat-Copolymerisate als Schutzkolloid zur Stabilisierung ei¬ ner wässrigen Polymerdispersion und als Trocknungshilfe zur Trocknung einer wässrigen Polymerdispersion verwendet. Die EP 477900 A2 beschreibt Dispersionspulver-Zusammensetzungen mit Polyvinylalkohol , welche zur Verbesserung der Eigenschaften von damit modifizierten Baustoffen noch vollverseifte Vinylacetat- 1-Methylvinylacetat-Copolymerisate enthalten. Die EP 1400557 AI beschreibt die Verwendung eines Vinylalkohol-Copolymerisats mit 1 bis 12 Mol-% Ethyleneinheiten als Trocknungshilfe bei der Herstellung von Dispersionspulvern. In der EP 1420033 Bl werden teilverseifte Vinylacetat-Ethylen-Copolymerisate als Schutzkol¬ loid bei der Herstellung einer Copolymerdispersion und als Trocknungshilfe bei der Sprühtrocknung von wässrigen Polymerdispersionen eingesetzt.
Solche Dispersionspulver werden vor allem in bauchemischen Produkten, beispielsweise in Trockenmörtelformulierungen, eingesetzt, welche durch Zugabe von Wasser gebrauchsfertig gemacht werden. Diese Trockenmörtelformulierungen enthalten neben Dis- persionspulver noch mineralische Bindemittel wie Zement, sowie Füllstoffe und gegebenenfalls weitere Additive. Derartige Tro¬ ckenmörtelformulierungen werden mit Wasser abgemischt, und der damit erhaltene Mörtel beispielsweise als Fliesenkleber, Fugen¬ füller, Spachtelmasse, Putz, Estrich oder als Dichtschlämme ap- pliziert.
Wichtig ist, dass diese Frischmörtel über gute Verarbeitungsei¬ genschaften verfügen, und die damit erhaltenen, ausgehärteten Mörtelmassen hohe mechanische Festigkeiten und eine starke Haf- tung auf unterschiedlichen Untergründen aufweisen.
Bei Ein-Komponenten-Dichtschlämmen sind, neben der Wasserdichtigkeit im ausgehärteten Zustand, während der Verarbeitung der Frischmörtel eine geringe Klebrigkeit und eine hohe Standfes- tigkeit, insbesondere bei dickeren Schichten, entscheidend. Zur Optimierung der Wasserdichtigkeit werden daher in Trockenmörtelrezepturen für Dichtschlämmen relativ hohe Mengen an Dispersionspulver (bis zu 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Trockenmörtelformulierung) eingearbeitet. Wegen der in den Dispersionspulvern enthaltenen Schutzkolloide, welche bei deren Herstellung mittels Trocknung der entsprechenden wässrigen Polymerdispersionen als Trocknungshilfsmittel verwendet werden, wird insbesondere bei hohen Mengen an Dispersionspulver in Trockenmörteln die Viskosität und die Klebrigkeit der Mörtelmassen erhöht .
Dichtschlämmen können beispielsweise mit Pinsel oder Rolle auf- getragen werden. Dazu benötigt man eine niedere Viskosität, da¬ mit die Schlämme leicht aufgetragen werden kann. Deshalb wird bei dieser Methode der Auftragung mehr Wasser in der Formulierung verwendet, womit zwar die Klebrigkeit sehr stark abnimmt, aber ein erheblich höherer Zeitbedarf resultiert, da viele Schichten aufgetragen werden müssen, bis die in den Normen, beispielsweise in DIN EN 14891, vorgeschriebene Mindesttrocken- schichtdicke von 2 mm erhalten wird. In der Praxis setzt sich daher immer mehr der Auftrag der Schlämme mittels Zahnspachtel durch. Um dabei das Verlaufen der aufgetragenen Massen zu ver- hindern, benötigt man ein spezielles Fließverhalten, das heißt eine gute Standfestigkeit. Mit zunehmender Viskosität der Mör¬ telmasse verbessert sich zwar die Standfestigkeit des Mörtels, es nimmt aber auch die Klebrigkeit zu. Es bestand daher die Aufgabe eine Dispersionspulver-Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, welche bei deren Verwendung zur Herstellung von Mörtelmassen auch bei größeren Zugabemengen, die Standfestigkeit verbessert, ohne dabei die Klebrigkeit des Mörtels zu stark zu erhöhen.
Gegenstand der Erfindung sind in Wasser redispergierbare Poly¬ merpulver-Zusammensetzungen ( Dispersionspulver-Zusammensetzun- gen) enthaltend Vinylalkohol-Copolymerisat , welche dadurch er¬ halten werden, dass ein oder mehrere ethylenisch ungesättigte Monomere in Gegenwart von Schutzkolloid und/oder Emulgator in wässrigem Medium radikalisch polymerisiert werden, und die da- bei erhaltene wässrige Polymerdispersion nach Zusatz von
Schutzkolloid als Trocknungshilfe getrocknet wird, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass
bei der Polymerisation und/oder der Trocknung als Schutzkolloid ein oder mehrere Vinylalkohol-Copolymerisate enthaltend a) 80 bis 99 Mol-% Vinylalkohol-Monomereinheiten, b) 0,5 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von Vinylestern von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 3 bis 18 C-Atomen ableiten, c) 0,5 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Car¬ bonsäure-Rest, Sulfonsäure-Rest , quaternisierter Amin-Rest, Phosphorsäure-Rest, sowie deren Salze, ableiten, und d) 0 bis 5 Mol-% Vinylacetat-Monomereinheiten, wobei sich die Angaben in Mol-% jeweils auf 100 Mol-% aufaddieren, verwendet werden.
Die Vinylalkohol-Copolymerisate enthalten a) 80 bis 99 Mol-%, vorzugsweise 85 bis 97 Mol-%, Vinylalkohol-Monomereinheiten, b) 0,5 bis 10 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 8 Mol-%, Monomereinhei¬ ten, welche sich von Vinylestern von unverzweigten oder ver- zweigten Alkylcarbonsäuren mit 3 bis 18 C-Atomen ableiten, c) 0,5 bis 10 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 8 Mol-%, Monomereinhei¬ ten, welche sich von ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Carbonsäure-Rest, Sulfonsäure-Rest , quaterni- sierter Amin-Rest, Phosphorsäure-Rest, sowie deren Salze, ab¬ leiten, und
d) 0 bis 5 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 4 Mol-%, Vinylacetat-Mono¬ mereinheiten, wobei sich die Angaben in Mol-% jeweils auf 100 Mol-% aufaddie¬ ren .
Als Vinylester von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbon- säuren mit 3 bis 18 C-Atomen bevorzugt sind Vinylpropionat , Vi- nylbutyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat , Vinyllaurat, 1-Methylvinyl- acetat und Vinylester von α-verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 13 C-Atomen, beispielsweise Vinylpivalat , VeoVa9R, VeoVal0R oder VeoVallR (Handelsnamen der Firma Hexion) . Besonders bevor- zugt sind die Vinylester von α-verzweigten Monocarbonsäuren mit 9 bis 10 C-Atomen (VeoVa9R und VeoVal0R) .
Als Monomere c) geeignete ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren sind beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Maleinsäure und deren Anhydrid, Mono- ester der Fumarsäure oder der Maleinsäure, wie die Ethyl- und Isopropylester, oder ungesättigte Fettsäuren mit 7 bis 25 Kohlenstoffatomen, sowie die Salze der genannten Carbonsäuren. Bevorzugt sind die Acryl- und Methacrylsäure, Maleinsäure (anhyd- rid) und Crotonsäure, sowie die Salze der genannten Carbonsäu¬ ren .
Als Monomere c) geeignete Monomere mit Sulfonsäure-Gruppe sind Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methal- lylsulfonsäure, p-Methallyloxyphenylsulfonsäure, und Sulfonsäu- ren der allgemeinen Formel CH2=CR1-CO-X-CR2R3-R4-S03H, wobei X = 0 oder NH, und R1, R2, R3 gleich oder verschieden sind und die Bedeutung H und Ci- bis C3-Alkyl haben, und R4 Ci- bis C4-Alkylen ist, sowie die Salze der genannten Säuren. Bevorzugt werden Vi- nylsulfonsäure, Sulfopropyl (meth) acrylat , 2-Acrylamido-2-Meth- ylpropansulfonsäure und Methallylsulfonsäure, l-Allyloxy-2-Hyd- roxy-Sulfonsäure, Acrylsäure- ( 3-sulfopropyl ) -Ester, Methacryl- säure- ( 3-sulfopropyl ) -Ester, Itaconsäure-bis- ( 3-sulfopropyl ) - Ester, sowie die Salze der genannten Säuren. Als Monomere c) geeignete Monomere mit quarternisiertem Amin- Rest sind Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC) , Diallyldiet- hylammoniumchlorid (DADEAC) , ( 3-Methacryloxy) propyltrimethylam- moniumchlorid (MPTAC) , ( 3-Methacryloxy) ethyltrimethylammonium- chlorid (METAC) , (3-Methacrylamido) propyltrimethyl-ammonium- Chlorid (MAPTAC) .
Geeignete Monomere mit Phosphorsäurerest sind Vinylphosphon- säure und Vinylphosphonsäuredimethylester, Phosphoalkylmethac- rylate wie Phosphoethylmethacrylat und Phosphopropylmethac- rylat.
Am meisten bevorzugt werden als Monomere c) Vinylsulfonsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, und deren Salze. Optional können noch bis zu 5 Mol-% reaktive Monomere aus der Gruppe der ethylenisch ungesättigten Monomere mit Alkoxysilan- gruppe oder Epoxygruppe oder Amingruppe oder Amidgruppe copoly- merisiert werden. Bevorzugt werden Vinyltriethoxysilan, Vinyl- tris (2-methoxyethoxy) silan, Vinyltriacetoxysilan, 3-Methacryl- oxypropyltrimethoxysilan , Glycidylmethacrylat , Diacetonacryl- amid, N-Vinylformamid und Vinylamin.
Die Vinylalkohol-Copolymerisate können in bekannter Weise mit¬ tels radikalischer Polymerisation von Vinylacetat mit den unter b) und c) genannten Comonomeren und anschließender Hydrolyse der dabei erhaltenen Vinylacetat-Copolymerisate hergestellt werden. Vorzugsweise durch Substanzpolymerisation, Emulsionspo- lymerisation, Suspensionspolymerisation oder besonders bevorzugt durch Polymerisation in organischen Lösungsmitteln, am meisten bevorzugt in alkoholischer Lösung mit einwertigen, aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen oder deren Gemi- sehen als Lösungsmittel. Geeignete Lösungsmittel sind bei¬ spielsweise Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol sowie ein Ethanol-Isopropanol-Gemisch . Die Polymerisation wird unter Rückfluss bei einer Temperatur von 35°C bis 100°C durchgeführt. Die radikalische Initiierung erfolgt mittels Zugabe gängiger Initiatoren. Beispiele für gängige Initiatoren sind Percarbo- nate wie Cyclohexylperoxydicarbonat , Perester wie t-Butylpern- eodecanoat oder t-Butylperoxypivalat , Peroxid-Initiatoren wie t-Butylhydroperoxid, Diacylperoxide wie Dilauroylperoxid, und Azoinitiatoren wie Azobisisobutyronitril (AIBN) , 2,2'-Azobis- (4-methoxy-2, 4-dimethylvaleronitril) . Die Monomere können insgesamt vorgelegt werden, insgesamt zudosiert werden oder in An¬ teilen vorgelegt werden, und der Rest nach der Initiierung der Polymerisation zudosiert werden. Der Initiator wird vorzugsweise teilweise vorgelegt und der restliche Anteil jeweils zu- dosiert. Die Einstellung des Molekulargewichts kann in dem
Fachmann bekannter Weise durch Polymerisation in Gegenwart von Molekulargewichtsreglern erfolgen .
Die Verseifung (Umesterung, Hydrolyse) des Vinylacetat-Copoly- merisats erfolgt in an sich bekannter Weise, zum Beispiel nach dem Kneterverfahren oder im Rührkessel, vorzugsweise im Alkali¬ schen unter Zugabe von Base. Vorzugsweise liegt das Vinyl- acetat-Copolymerisat in alkoholischer Lösung mit einwertigen, aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen oder deren Gemi- sehen als Lösungsmittel vor. Besonders bevorzugt werden Metha¬ nol und ein Ethanol/Isopropanol-Gemisch. Der Gehalt an Vinyl- acetat-Copolymerisat in der Lösung beträgt 20 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-%. Zur Initiierung der Hydrolyse werden bevorzugt alkalische Katalysatoren eingesetzt. Dies sind beispielsweise die Hydroxide, Alkoholate und Carbonate von Al¬ kali- oder Erdalkalimetallen. Bevorzugt wird Natriumhydroxid. Die alkalischen Katalysatoren werden vorzugsweise in alkoholi- scher Lösung eingesetzt. Am meisten bevorzugt ist eine methano¬ lische Lösung von NaOH. Die eingesetzten Mengen an alkalischem Katalysator betragen im Allgemeinen 0,2 bis 20,0 Gew.-%, bezogen auf das Vinylacetat-Copolymerisat . Die Hydrolyse wird im Allgemeinen bei Temperaturen von 40°C bis 90°C, vorzugsweise 50°C bis 85°C, im Allgemeinen in einem Rührkessel durchgeführt. Durch Zugabe der Katalysatorlösung wird die Verseifung initiiert. Bei Erreichen des gewünschten Hydrolysegrades wird die Hydrolyse abgebrochen. Vorzugsweise wird während der Versei- fungsreaktion der bei der Umesterung gebildete Ester abdestil- liert. Bei der bevorzugten alkalisch katalysierten Hydrolyse erfolgt der Abbruch durch Zugabe von sauren Reagentien, wie Carbonsäuren oder Mineralsäuren, vorzugsweise Essigsäure.
Nach Beendigung der Verseifungsreaktion wird das Lösungsmittel abdestilliert, beispielsweise mittels Dampfstrippen und das Vi- nylalkohol-Copolymerisat in Wasser gelöst. Das Vinylalkohol-Co- polymerisat kann auch durch Fällung oder Trocknung von der flüssigen Phase abgetrennt werden und als Feststoff isoliert werden. Als Trocknungshilfe bei der Trocknung der mittels radi- kalischer Polymerisation erhaltenen wässrigen Polymerdispersion wird das Vinylalkohol-Copolymerisat vorzugsweise in wässriger Lösung verwendet.
Für die Herstellung der wässrigen Polymerdispersionen des Ba- sispolymerisats geeignete Monomere sind Vinylester von unver¬ zweigten oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 1 bis 15 C-Ato- men, Methacrylsäureester und Acrylsäureester von Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, Vinylaromaten, Olefine, Diene oder Vinylha- logenide .
Bevorzugte Vinylester sind Vinylacetat, Vinylpropionat , Vinyl- butyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat , Vinyllaurat, 1-Methylvinylace- tat, Vinylpivalat und Vinylester von alpha-verzweigten Monocar- bonsäuren mit 9 bis 13 C-Atomen, beispielsweise VeoVa9® oder VeoValO® (Handelsnamen der Firma Momentive) . Besonders bevor¬ zugt ist Vinylacetat.
Bevorzugte Methacrylsäureester oder Acrylsäureester sind Me- thylacrylat, Methylmethacrylat , Ethylacrylat , Ethylmethacrylat , Propylacrylat , Propylmethacrylat , n-Butylacrylat , n-Butylmeth- acrylat, 2-Ethylhexylacrylat , Norbornylacrylat . Besonders be- vorzugt sind Methylacrylat , Methylmethacrylat, n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.
Beispiele für Olefine und Diene sind Ethylen, Propylen und 1,3- Butadien. Geeignete Vinylaromaten sind Styrol und Vinyltoluol. Ein bevorzugtes Vinylhalogenid ist Vinylchlorid .
Gegebenenfalls können noch 0,05 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, Hilfsmonomere copolymerisiert werden. Beispiele für Hilfsmono- mere sind ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren, vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure und Malein¬ säure; ethylenisch ungesättigte Carbonsäureamide und -nitrile, vorzugsweise Acrylamid und Acrylnitril ; Mono- und Diester der Fumarsäure und Maleinsäure wie die Diethyl- und Diisopropyles- ter, sowie Maleinsäureanhydrid, ethylenisch ungesättigte Sul- fonsäuren bzw. deren Salze, vorzugsweise Vinylsulfonsäure, 2- Acrylamido-2-methyl-propansulfonsäure . Weitere Beispiele sind vorvernetzende Comonomere wie mehrfach ethylenisch ungesättigte Comonomere, beispielsweise Divinyladipat , Diallylmaleat , Allyl- methacrylat oder Triallylcyanurat , oder nachvernetzende Comono- mere, beispielsweise Acrylamidoglykolsäure (AGA) , Methylacryl- amidoglykolsäuremethylester (MAGME) , N-Methylolacrylamid (NMA) , N-Methylolmethacrylamid (NMMA) , N-Methylolallylcarbamat , Alkyl- ether wie der Isobutoxyether oder Ester des N-Methylolacryl- amids, des N-Methylolmethacrylamids und des N-Methylolallyl- carbamats. Geeignet sind auch epoxidfunktionelle Comonomere wie Glycidylmethacrylat und Glycidylacrylat . Weitere Beispiele sind siliciumfunktionelle Comonomere, wie Acryloxypropyltri (alkoxy) - und Methacryloxypropyltri (alkoxy) -Silane wie Methacryloxypropy- ltrimethoxysilan, Vinyltrialkoxysilane und Vinylmethyldialkoxy- silane wie Vinyltrimethoxysilan oder Vinyltriethoxysilan oder Vinylmethyldimethoxysilan, wobei als Alkoxygruppen beispielsweise Methoxy-, Ethoxy- und Ethoxypropylenglykolether-Reste enthalten sein können. Genannt seien auch Monomere mit Hydroxy- oder CO-Gruppen, beispielsweise Methacrylsäure- und Acrylsäure- hydroxyalkylester wie Hydroxyethyl- , Hydroxypropyl- oder Hydro- xybutylacrylat oder -methacrylat, sowie Verbindungen wie Di- acetonacrylamid und Acetylacetoxyethylacrylat oder -methacry- lat. Weitere geeignete Comonomere sind Vinylalkylether, wie beispielsweise Vinylmethylether, Vinylethylether, Vinylisobu- tylether, Vinyloctadecylether .
Beispiele für als Basispolymerisat geeignete Homo- und Mischpo- lymerisate sind Vinylacetat-Homopolymerisate, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und einem oder mehreren weiteren Vinylestern,
Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Acrylsäurees- ter, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Vinyl- chlorid, Styrol-Acrylsäureester-Copolymerisate, Styrol-1, 3-Bu- tadien-Copolymerisate .
Bevorzugt werden Vinylacetat-Homopolymerisate;
Mischpolymerisate von Vinylacetat mit 1 bis 40 Gew.-% Ethylen; Mischpolymerisate von Vinylacetat mit 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und 1 bis 50 Gew.-% von einem oder mehreren weiteren Comonome- ren aus der Gruppe der Vinylester mit 3 bis 15 C-Atomen im Carbonsäurerest wie Vinylpropionat , Vinyldodecanoat , Vinylester von alpha-verzweigten Carbonsäuren mit 9 bis 13 C-Atomen wie VeoVa9®, VeoValO®, VeoVall®;
Mischpolymerisate von Vinylacetat mit 1 bis 50 Gew . ~6 von einem oder mehreren weiteren Comonomeren aus der Gruppe der Vinylester mit 3 bis 15 C-Atomen im Carbonsäurerest wie Vinylpropio- nat, Vinyldodecanoat, Vinylester von alpha-verzweigten Carbonsäuren mit 9 bis 13 C-Atomen wie VeoVa9®, VeoValO®, VeoVall®; Mischpolymerisate von Vinylacetat, 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und vorzugsweise 1 bis 60 Gew.-% Acrylsäureester von unverzweigten oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, insbesondere n-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat;
Mischpolymerisate von 30 bis 75 Gew.-% Vinylacetat, 1 bis 30 Gew.-% Vinyllaurat oder Vinylester einer alpha-verzweigten Carbonsäure mit 9 bis 13 C-Atomen, sowie 1 bis 30 Gew.-% Acrylsäu¬ reester von unverzweigten oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, insbesondere n-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacry¬ lat, welche gegebenenfalls noch 1 bis 40 Gew.-% Ethylen enthal¬ ten können;
Mischpolymerisate von Vinylacetat, 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und 1 bis 60 Gew.-% Vinylchlorid;
Mischpolymerisate von einem oder mehreren Vinylestern mit 1 bis 12 C-Atomen im Carbonsäurerest wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyllaurat, Vinylester von alpha-verzweigten Carbonsäuren mit 5 bis 13 C-Atomen wie VeoVa9R, VeoVal0R, VeoVallR, 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und 1 bis 60 Gew.-% Vinylchlorid;
wobei jeweils noch die genannten Hilfsmonomere in den genannten Mengen copolymerisiert werden können, und sich die Angaben in Gew.-% auf jeweils 100 Gew.-% aufaddieren.
Bevorzugt werden auch (Meth) acrylsäureester-Polymerisate, wie Mischpolymerisate von n-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat oder Mischpolymerisate von Methylmethacrylat mit n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat und gegebenenfalls Ethylen;
Styrol- (Meth) acrylsäureester-Mischpolymerisate von einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe Methylacrylat , Ethylacrylat , Propylacrylat , n-Butylacrylat , 2-Ethylhexylacrylat; Vinyl- acetat- (Meth) acrylsäureester-Mischpolymerisate von einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und gegebe¬ nenfalls Ethylen;
Mischpolymerisate von Styrol und 1 , 3-Butadien;
wobei jeweils noch die genannten Hilfsmonomere in den genannten Mengen copolymerisiert werden können, und sich die Angaben in Gew.-% auf jeweils 100 Gew.-% aufaddieren. Die Monomerauswahl bzw. die Auswahl der Gewichtsanteile der
Comonomere erfolgt dabei so, dass im Allgemeinen eine Glasüber¬ gangstemperatur Tg von -50°C bis +50°C, vorzugsweise -10°C bis +30°C resultiert. Die Glasübergangstemperatur Tg der Polymerisate kann in bekannter Weise mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) ermittelt werden. Die Tg kann auch mittels der Fox-Gleichung näherungsweise vorausberechnet werden. Nach Fox T. G., Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, page 123 (1956) gilt: 1/Tg = xl/Tgl + x2/Tg2 + ... + xn/Tgn, wobei xn für den Massebruch (Gew.-%/100) des Monomeren n steht, und Tgn die Glasüber- gangstemperatur in Kelvin des Homopolymeren des Monomeren n ist. Tg-Werte für Homopolymerisate sind in Polymer Handbook 2nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975) aufgeführt.
Die Herstellung der Homo- und Mischpolymerisate erfolgt bevor- zugt nach dem Emulsionspolymerisationsverfahren, wobei die Polymerisationstemperatur im Allgemeinen, aber nicht notwendigerweise < 100°C beträgt.
Die Polymerisation kann unabhängig vom Polymerisationsverfahren mit oder ohne Verwendung von Saatlatices, unter Vorlage aller oder einzelner Bestandteile des Reaktionsgemisches, oder unter teilweiser Vorlage und Nachdosierung des oder einzelner Bestandteile des Reaktionsgemisches, oder nach dem Dosierverfah¬ ren ohne Vorlage durchgeführt werden. Die Comonomere können zur Herstellung der Dispersion alle vorgelegt werden (Batch-Pro- zess) , oder es wird ein Teil der Monomere vorgelegt und der Rest dosiert ( Semibatch-Prozess ) .
Die Initiierung der Polymerisation erfolgt mit den für die Emulsionspolymerisation gebräuchlichen wasserlöslichen Initiatoren oder Redox-Initiator-Kombinationen . Beispiele für wasserlösliche Initiatoren sind die Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze der Peroxodischwefelsäure, Wasserstoffperoxid, tert.- Butylhydroperoxid, Kaliumperoxodiphosphat , Cumolhydroperoxid, Isopropylbenzolmonohydroperoxid. Die genannten Initiatoren wer¬ den im Allgemeinen in einer Menge von 0,001 bis 0,02 Gew.-%, vorzugsweise 0,001 bis 0,01 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Ge¬ samtgewicht der Monomere, eingesetzt. Als Redox-Initiatoren verwendet man Kombinationen aus den genannten Initiatoren in Kombination mit Reduktionsmitteln. Geeignete Reduktionsmittel sind die Sulfite und Bisulfite der Alkalimetalle und von Ammo¬ nium, beispielsweise Natriumsulfit, die Derivate der Sulfoxyl- säure wie Zink- oder Alkaliformaldehydsulfoxylate, beispiels¬ weise Natriumhydroxymethansulfinat , Ascorbinsäure, und Gemische der Salze der 2-Hydroxy-2-Sulfinato-Essigsäure und 2-Hydroxy-2- Sulfonato-Essigsäure mit Natriumsulfit. Die Reduktionsmittel¬ menge beträgt im Allgemeinen 0,001 bis 0,03 Gew . ~6 , Vorzugs weise 0,001 bis 0,015 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtge¬ wicht der Monomere.
Zur Steuerung des Molekulargewichts können während der Poly¬ merisation regelnde Substanzen eingesetzt werden. Falls Regler eingesetzt werden, werden diese üblicherweise in Mengen zwi¬ schen 0,01 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomeren, eingesetzt und separat oder auch vorgemischt mit Re¬ aktionskomponenten dosiert. Beispiele solcher Substanzen sind n-Dodecylmercaptan, tert . -Dodecylmercaptan, Mercaptopropions- äure, Mercaptopropionsäuremethylester, Isopropanol und Acetal- dehyd.
Die Polymerisation erfolgt vorzugsweise in Gegenwart von
Schutzkolloid. Geeignete Schutzkolloide sind die erfindungsge¬ mäßen Vinylalkohol-Copolymerisate, Polyvinylalkohole, Polyvi- nylacetale, Polyvinylpyrrolidone, Polysaccharide in wasserlös¬ licher Form wie Stärken (Amylose und Amylopectin) , Cellulosen und deren Methyl-, Hydroxyethyl- , Hydroxypropyl-Derivate, Poly (meth) acrylamid. Bevorzugt werden als Schutzkolloide bei der Polymerisation teilverseifte oder vollverseifte Polyvinylalkohole mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 100 Mol-%, insbesondere teilverseifte Polyvinylalkohole mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Höpplerviskosität , in 4 "6 iger wässriger Lösung von 1 bis 30 mPas (Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015) . Bevor¬ zugt sind auch teilverseifte, hydrophob modifizierte Polyvi¬ nylalkohole mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und ei¬ ner Höpplerviskosität, in 4 "6 iger wässriger Lösung von 1 bis 30 mPas . Beispiele hierfür sind teilverseifte Copolymerisate von Vinylacetat mit hydrophoben Comonomeren wie Isoprope- nylacetat, Vinylpivalat , Vinylethylhexanoat , Vinylester von ge¬ sättigten alpha-verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 oder 9 bis 13 C-Atomen, Dialkylmaleinate und Dialkylfumarate wie Diisopro- pylmaleinat und Diisopropylfumarat , Vinylchlorid, Vinylal- kylether wie Vinylbutylether, Olefine wie Ethen und Decen. Der Anteil der hydrophoben Einheiten beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des teilverseiften Po- lyvinylalkohols . Es können auch Gemische der genannten Polyvinylalkohole eingesetzt werden. Am meisten bevorzugt werden teilverseifte Polyvinylalkohole mit einem Hydrolysegrad von 85 bis 94 Mol-% und einer Höpplervisko- sität, in 4 %-iger wässriger Lösung von 3 bis 15 mPas (Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015) . Die genannten Schutzkolloide sind mittels dem Fachmann bekannter Verfahren zugänglich und werden im Allgemeinen in einer Menge von insgesamt 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, bei der Po¬ lymerisation zugesetzt. Gegebenenfalls können auch Mischungen der genannten bevorzugten Schutzkolloide jeweils mit dem erfindungsgemäßen Vinylalkohol- Copolymerisat verwendet werden.
Die Polymerisation kann auch in Gegenwart von nichtionischem Emulgator durchgeführt werden, oder in Gegenwart von einem oder mehreren der genannten Schutzkolloide in Kombination mit nichtionischem Emulgator. Geeignete nichtionische Emulgatoren sind Tenside wie Alkylpolyglykolether oder Alkylarylpolyglyko- lether mit 8 bis 40 Alkylenoxid-Einheiten . Bevorzugt werden al- koxylierte Cs- bis Ci6-Alkanole, welche mit C2 _ bis C4-Alkylen- oxiden, insbesondere Ethylenoxid und Propylenoxid oder deren Gemische, alkoxyliert sind. Die nichtionischen Emulgatoren werden im Allgemeinen in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, bei der Polymerisation zugesetzt.
Vorzugsweise wird während der Polymerisation nur Schutzkolloid zur Stabilisierung eingesetzt. Nach Abschluss der Polymerisation kann zur Restmonomerentfer- nung in Anwendung bekannter Methoden nachpolymerisiert werden, im Allgemeinen durch mit Redoxkatalysator initiierter Nachpolymerisation. Flüchtige Restmonomere können auch mittels Destil¬ lation, vorzugsweise unter reduziertem Druck, und gegebenen- falls unter Durchleiten oder Überleiten von Luft oder Wasserdampf oder von inerten Schleppgasen wie Stickstoff entfernt werden. Die damit erhältlichen wässrigen Dispersionen haben einen Feststoffgehalt von 30 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise von 50 bis 60 Gew.-%.
Zur Herstellung der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver werden die wässrigen Polymerdispersionen des Basispolymerisats, nach Zugabe eines oder mehrerer Schutzkolloide als Trocknungs- hilfe, getrocknet. Dazu geeignete Schutzkolloide sind die be¬ reits vorher bei der Polymerisation als geeignet genannten Schutzkolloide. Vorzugsweise werden ein oder mehrere der erfin¬ dungsgemäßen Vinylalkohol-Copolymerisate als Trocknungshilfe verwendet. Besonders bevorzugt werden Ausführungsformen bei de- nen die erfindungsgemäßen Vinylalkohol-Copolymerisate nur als
Trocknungshilfe und nicht bei der Polymerisation verwendet wer¬ den. In der Regel wird die Trocknungshilfe in einer Menge von insgesamt 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 7 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Bestandteile der wässrigen Dispersion des Basispolymerisats, eingesetzt.
Die Trocknung erfolgt beispielsweise mittels Wirbelschicht¬ trocknung, Gefriertrocknung oder Sprühtrocknung. Vorzugsweise werden die Polymerdispersionen sprühgetrocknet. Die Sprühtrock- nung erfolgt dabei in üblichen Sprühtrocknungsanlagen, wobei die Zerstäubung mittels Ein-, Zwei- oder Mehrstoffdüsen oder mit einer rotierenden Scheibe erfolgen kann. Die Austrittstemperatur wird im Allgemeinen im Bereich von 45°C bis 120°C, bevorzugt 60°C bis 90°C, je nach Anlage und gewünschtem Trock- nungsgrad, gewählt.
Bei der Trocknung hat sich vielfach ein Gehalt von bis zu 2 Gew.-% Antischaummittel , bezogen auf das Gesamtgewicht der po¬ lymeren Bestandteile der wässrigen Dispersion des Basispoly- merisats, als günstig erwiesen. Zur Erhöhung der Lagerfähigkeit durch Verbesserung der Verblockungsstabilität, insbesondere bei Pulvern mit niedriger Glasübergangstemperatur, kann das erhaltene Pulver mit einem Antiblockmittel (Antibackmittel ) , vor¬ zugsweise bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der po- lymeren Bestandteile der wässrigen Dispersion des Basispolymerisats, ausgerüstet werden. Beispiele für Antiblockmittel sind Ca- bzw. Mg-Carbonat, Talk, Gips, Kieselsäure, Kaoline, Metakaoline, Silicate mit Teilchengrößen vorzugsweise im Be¬ reich von 10 nm bis 100 ym.
Die Viskosität der zu zerstäubenden und zu trocknenden Mischung kann über den Feststoffgehalt so eingestellt werden, dass ein Wert von < 1000 mPas (Brookfield-Viskosität bei 20 Umdrehungen und 23°C), bevorzugt < 500 mPas, vor allem bevorzugt < 250 mPas erhalten wird. Der Feststoffgehalt der zu zerstäubenden Mischung sollte > 30 Gew.-%, bevorzugt > 40 Gew.-% betragen.
Zur Verbesserung der anwendungstechnischen Eigenschaften können vor oder während oder nach der Trocknung weitere Zusätze zuge- geben werden. Weitere, in bevorzugten Ausführungsformen enthaltene, Bestandteile von Dispersionspulverzusammensetzungen sind beispielsweise Pigmente, Füllstoffe, Schaumstabilisatoren, Hyd¬ rophobierungsmittel , Weichmacher . In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der wässrigen Polymerdispersionen des Basispolymerisats vor oder während der Trocknung ein Silicasol zugegeben. Silicasole sind wässrige Lösungen oder wässrige Suspensionen von Siliciumdioxid-Parti- keln (Si02) . Die Silicasole umfassen kolloidale Kieselsäure, Wasserglas oder Kieselsol. Die Zugabemenge beträgt im Allgemei¬ nen 0,1 bis 10 Gew.-%, wobei die Angaben in Gew.-% auf dem Feststoffgehalt der Silicasole basieren und sich auf das Ge¬ samtgewicht der polymeren Bestandteile der wässrigen Dispersion des Basispolymerisats beziehen. Die erfindungsgemäßen Dispersionspulver-Zusammensetzungen können in den dafür typischen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Die Dispersionspulverzusammensetzungen werden zur Modifizierung von Baustoffmassen auf Basis von mineralischen Binde- mittein, beispielsweise Zement, Gips oder Kalkmörtel, einge¬ setzt. Beispiele für mineralische Bindemittel sind Zement wie Portland-, Aluminat-, Trass-, Hütten-, Magnesia-, Phosphatze¬ ment, Gips wie Calciumsulfat-Halbhydrat in Form von Baugips, Stuckgips oder Modellgips und/oder Kalk wie Kalkhydrat. Neben dem mineralischen Bindemittel enthalten die Baustoffmassen noch Füllstoffe wie Sande, beispielsweise Quarzsand oder Quarzmehl, Kiese, Kreiden, Dolomit, Leichtspat, jeweils in der für die je¬ weilige Anwendung üblichen Körnung und Menge. Weitere Beispiele für Füllstoffe sind Fasern wie Acrylat-, Polyethylen- oder Cel- lulosefasern . Weitere für den Aufbau von Baustoffmassen übliche Zusatzstoffe sind Verdickungsmittel, beispielsweise organische Verdickungsmittel wie Celluloseether und anorganische Verdi¬ ckungsmittel wie Bentonit, Pigmente, Netzmittel, Dispergier- hilfsmittel, Konservierungsstoffe, Antischaummittel , Verfil- mungshilfsmittel , Frostschutzmittel.
Vorzugsweise werden die Dispersionspulverzusammensetzungen zur Herstellung von Dichtschlämmen, Bauklebern, insbesondere Fliesenkleber oder Kleber in Wärmedämmverbundsystemen, Putzen, Spachtelmassen, Fußbodenspachtelmassen, Verlaufsmassen, Fugenmörtel, Reparaturmörteln oder rissüberbrückenden Putzen verwendet. Am meisten bevorzugt ist die Verwendung in Dichtschlämmen. Eine für eine Dichtschlämme typische Trockenmörtelformulierung (ohne Dispersionspulveranteil) ist beispielsweise: 10 bis 50 Gew. -Teile Zement, 10 bis 50 Gew. -Teile Quarzsand, 1,0 bis 10 Gew. -Teile Fasern, 0,1 bis 1,0 Gew. -Teile Zementverflüssiger, 0,1 bis 1,0 Gew. -Teile Entschäumer. Die Dispersionspulverzusammensetzungen werden vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Ge¬ samtgewicht der Trockenmörtelformulierungen, eingesetzt. Der gebrauchsfertige Mörtel wird durch Anrühren mit Wasser herge- stellt, wobei die Wassermenge vorzugsweise so bemessen wird, dass 25 bis 60 Gew. -Teile Wasser auf 100 Gew. -Teile Trockenfor¬ mulierung eingesetzt werden.
Weitere mögliche Anwendungen ergeben sich durch den Einsatz im Klebstoff- und Coatingbereich, letztere beispielsweise als Be- schichtungsmittel für Papier und Textil.
Die Dispersionspulver-Zusammensetzungen können auch als Bindemittel für Sand verwendet werden, gegebenenfalls in Kombination mit mineralischen Bindemitteln, beispielsweise zur Verfestigung von Fugensand oder zur Verfestigung der Oberflächen von Sandstraßen oder Schotterflächen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung :
Herstellung des Vinylalkohol-Copolymerisats :
In einem 70-Liter-Reaktor mit Rührer und Kühler wurden folgende
Stoffe vorgelegt:
Methanol 12660 g t-Butyl-Peroxypivalat (PPV, 75 %-ige Lösung) 31 g Vinylester der VersaticsäureRl 0 (VeoVaR10) 177 g
Vinylacetat 3290 g
Vinylsulfonat (25 %-ige Lösung) 233 g
Beim Rühren unter Stickstoffatmosphäre wurde die Lösung auf 60 °C aufgeheizt und 30 Minuten polymerisiert . Danach wurden folgende Stoffe zudosiert: Eine Initiatorlösung von 125 g PPV in 1880 g Methanol wurde in¬ nerhalb 240 Minuten zudosiert.
Eine Monomermischung 1 mit 999 g VeoVaR10 und 18661 g Vinylacetat wurde mit einer Dosierzeit von 180 Minuten zudosiert.
Die Monomerlösung 2, 1319 g einer 25 %-igen, wässrigen Lösung von Vinylsulfonat wurde mit einer Dosierzeit von 195 Minuten zudo¬ siert .
Nach Dosierende wurde der Reaktor verriegelt, der Druck im Reaktor auf 0,2 bar erhöht und bei 100°C eine Stunde nachpolymeri- siert. Danach wurde die Polymerlösung auf 30 °C abgekühlt und mit Methanol auf eine 31 Gew.-%-ige Lösung verdünnt. Die Polymerlö¬ sung wurde ohne Rühren mit 38440 g Methanol überschichtet und da¬ nach eine Mischung aus 775 g Methanol und 657 g 46 %-iger Natronlauge zugegeben und gerührt. Nach zwei Stunden wurde die Lösung mit 342 g Essigsäure (99,8 %-ig) neutralisiert. Anschließend wur¬ den Methanol und die Nebenprodukte mittels Dampfstrippen ent¬ fernt. Nach dem Strippen wurde das Vinylalkohol-Copolymerisat in Wasser aufgenommen und auf eine 20 Gew.-%-ige Lösung verdünnt. Es wurde ein Copolymerisat erhalten mit 94,5 Mol-% Vinylalkohol- Monomereinheiten, 2,1 Mol-% Vinylacetat-Monomereinheiten, 2,3
Mol-% VeoVaR10-Monomereinheiten und 1,1 Mol-% Vinylsulfonsäure- Monomereinheiten .
Herstellung der Dispersionspulver: Dispersionspulver 1:
40 kg einer wässrigen Polymerdispersion (Vinylacetat-Ethylen- Copolymer; Tg von -15°C; Feststoffgehalt 55 %; stabilisiert mit Polyvinylalkohol (Höppler-Viskosität von 5 mPa-s, Hydrolysegrad von 88 Mol%) ) wurden mit
4,2 kg einer wässrigen Lösung eines Polyvinylalkohols (Höppler- Viskosität von 13 mPa-s, Hydrolysegrad von 88 Mol%; Festgehalt 10 %) und mit 4 kg einer wässrigen Lösung des Vinylalkohol-Copolymerisats (Festgehalt 20 %) und mit
8 kg Wasser vermischt.
Die so erhaltene Dispersion wurde mittels einer Zweistoffdüse versprüht. Als Verdüsungskomponente diente 4 bar Druckluft. Die gebildeten Tropfen wurden mit auf 125°C erhitzter Luft im
Gleichstrom getrocknet. Das trockene Polymerpulver wurde mit 18 Gew.-% handelsüblichem Antiblockmittel (Gemisch aus Calciumcarbonat und Kaolin) versetzt.
Dispersionspulver 2:
Es wurde analog der Herstellung von Dispersionspulver 1 vorgegangen, mit dem Unterschied, dass vor dem Trocknen noch zusätz- lieh 1 kg Silicasol (Bindzil 2040, Handelsname der Firma Ekano- bel; Festgehalt 40 %) zugemischt wurde.
Dispersionspulver 3 (Vergleich) :
Es wurde analog der Herstellung von Dispersionspulver 1 vorge- gangen, mit dem Unterschied, dass vor dem Trocknen, anstelle der wässrigen Lösung des Vinylalkohol-Copolymerisats, 4 kg ei¬ ner wässrigen Lösung eines Polyvinylalkohols (Höppler-Viskosi- tät von 4 mPa-s, Hydrolysegrad von 88 Mol%; Festgehalt 20 %) zugemischt wurde.
Dispersionspulver 4 (Vergleich) :
Es wurde analog der Herstellung von Dispersionspulver 3 vorgegangen, mit dem Unterschied, dass vor dem Trocknen noch zusätzlich 1 kg Silicasol (Bindzil 2040, Handelsname der Firma Ekano- bei; Festgehalt 40 %) zugemischt wurde.
Herstellung und Austestung der Mörtelmassen: Zur Herstellung des Beschichtungsmittels wurden die einzelnen Bestandteile der in Tabelle 1 angegebenen Rezeptur in folgender Reihenfolge unter Mischen in einen Toni-Mischer (handelsüblicher Labormischer) gegeben:
Zuerst die anorganischen Bindemittel (Zemente und Anhydrit) , dann die Füllstoffe, danach das jeweilige Dispersionspulver und schließlich die übrigen Additive.
Anschließend wurde während 15 Minuten homogen vermischt.
Mit der so erhaltenen Trockenmischung wurde in Analogie zu EN 196-1 das wässrige Beschichtungsmittel mit einem Wasser-Fest¬ stoff-Faktor von 0,265 hergestellt.
Tabelle 1:
Anwendungstechnische Austestung: Die so erhaltenen Beschichtungsmörtel wurden jeweils, wie in EN 1348 beschrieben, als eine dünne Schicht Mörtel mit einer
Glättkelle auf eine vertikal aufgestellte Betonplatte aufgetra¬ gen. Danach wurde der Beschichtungsmörtel jeweils mit einem Zahnspachtel mit einer Zahnung 8mm x 8mm so aufgetragen, dass die Stege horizontal von links nach rechts appliziert wurden.
Um nach dem Glätten der Stege mit der Glättkelle eine defi¬ nierte Nassschichtstärke gewährleisten zu können, ist es ent- scheidend, dass die Stege standfest sind. Sie dürfen also nicht absacken oder gar fließen.
Die Standfestigkeit wurde qualitativ mit einem Benotungssystem von 1 bis 6 bewertet. Das Bewertungssystem reicht von
1 = keine Veränderung der Stege und keine Abrundung der Kanten bis
6 = der Mörtel fließt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 2 zusammengefasst :
Tabelle 2:
Bei der Auftragung des Beschichtungsmörtels zum Aufziehen der Stege wurde auch das Aufziehverhalten beurteilt.
Das Aufziehverhalten wurde qualitativ mit einem Benotungssystem von 1 bis 6 bewertet. Das Bewertungssystem reicht von 1 = exzellent leichtgängiges Aufziehen ohne erkennbaren Widerstand beim Aufkämmen der Stege
bis
6 = sehr zähes, kraftaufwändiges und schwergängiges Aufziehver- halten.
Schließlich wurde die Klebrigkeit beim Umrühren des Beschich- tungsmörtels mit der Kelle und beim Verteilen auf dem Unter¬ grund qualitativ beurteilt, mit einem Bewertungssystem von 1 = keine erkennbare Klebrigkeit
bis
6 = extrem klebriges Verhalten.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst . Tabelle 3:
Mit dem Vinylalkohol-Copolymerisat als Trocknungshilfe (Bsp. 1 und Beispiel 2) hat man Dispersionspulver erhalten, welche in Mörtelrezepturen überraschenderweise sowohl das Standvermögen der damit vergüteten Beschichtungsmörtel (Tabelle 2) verbesser¬ ten, als auch dessen Verarbeitbarkeit (Tabelle 3: geringe Kleb¬ rigkeit und hohe Geschmeidigkeit beim Aufziehen) .

Claims

In Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzungen enthaltend Vinylalkohol-Copolymerisat , welche dadurch er¬ halten werden, dass ein oder mehrere ethylenisch ungesättigte Monomere in Gegenwart von Schutzkolloid und/oder Emulgator in wässrigem Medium radikalisch polymerisiert werden, und die dabei erhaltene wässrige Polymerdispersion nach Zusatz von Schutzkolloid als Trocknungshilfe getrock¬ net wird, dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Polymerisation und/oder der Trocknung als Schutzkolloid ein oder mehrere Vinylalkohol-Copolymerisate ent¬ haltend a) 80 bis 99 Mol-% Vinylalkohol-Monomereinheiten, b) 0,5 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von Vi- nylestern von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbon- säuren mit 3 bis 18 C-Atomen ableiten, c) 0,5 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Carbonsäure-Rest, Sulfonsäure-Rest , quaternisierter Amin-Rest, Phosphor¬ säure-Rest, sowie deren Salze, ableiten, und d) 0 bis 5 Mol-% Vinylacetat-Monomereinheiten, wobei sich die Angaben in Mol-% jeweils auf 100 Mol-% aufaddieren, verwendet wer¬ den .
In Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Vinylal kohol-Copolymerisat solche Monomereinheiten b) enthalten sind, welche sich von einem Vinylester von a-verzweigten Monocarbonsäuren mit 9 bis 10 C-Atomen ableiten. In Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Vinylalkohol-Copolymerisat solche Monomereinheiten c) ent¬ halten sind, welche sich von Vinylsulfonsäure, 2-Acryl- amido-2-methylpropansulfonsäure, und deren Salzen ablei¬ ten .
In Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Vinylalkohol-Copolymerisat d) 1 bis 4 Mol-% Vinylacetat- Monomereinheiten enthalten sind.
In Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrigen Polymerdispersion vor oder während der Trocknung ein Silicasol zugegeben wird.
Verfahren zur Herstellung von in Wasser redispergierbaren Polymerpulver-Zusammensetzungen, wobei ein oder mehrere ethylenisch ungesättigte Monomere in Gegenwart von Schutz¬ kolloid und/oder Emulgator in wässrigem Medium radikalisch polymerisiert werden, und die dabei erhaltene wässrige Po¬ lymerdispersion nach Zusatz von Schutzkolloid als Trocknungshilfe getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Polymerisation und/oder der Trocknung als Schutzkolloid ein oder mehrere Vinylalkohol-Copolymerisate ent¬ haltend a) 80 bis 99 Mol-% Vinylalkohol-Monomereinheiten, b) 0,5 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von Vi- nylestern von unverzweigten oder verzweigten Alkylcarbon- säuren mit 3 bis 18 C-Atomen ableiten, c) 0,5 bis 10 Mol-% Monomereinheiten, welche sich von ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Carbonsäure-Rest, Sulfonsäure-Rest , quaternisierter Amin-Rest, Phosphor¬ säure-Rest, sowie deren Salze, ableiten, und d) 0 bis 5 Mol-% Vinylacetat-Monomereinheiten, wobei sich die Angaben in Mol-% jeweils auf 100 Mol-% aufaddieren, verwendet wer¬ den .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Vinylalkohol-Copolymerisate nur bei der Trocknung als Trocknungshilfe verwendet werden.
8. Verwendung der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen nach Anspruch 1 bis 5 zur Modifizierung von Baustoffmassen auf Basis von mineralischen Bindemit¬ teln .
9. Verwendung der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen nach Anspruch 1 bis 5 zur Herstellung von Dichtschlämmen, Bauklebern, Putzen, Spachtelmassen, Fußbodenspachtelmassen, Verlaufsmassen, Fugenmörtel, Reparaturmörteln oder rissüberbrückenden Putzen.
10. Verwendung der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen nach Anspruch 1 bis 5 als Beschichtungs- mittel für Papier und Textil.
11. Verwendung der in Wasser redispergierbaren Polymerpulver- Zusammensetzungen nach Anspruch 1 bis 5 als Bindemittel für Sand.
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