RU2293753C2

RU2293753C2 - Агломерат связующих средств, способ его получения

Info

Publication number: RU2293753C2
Application number: RU2003121405/04A
Authority: RU
Inventors: Бернхард ШЕТТМЕР (DE); Бернхард ШЕТТМЕР; Зандра ХОФФМАНН (DE); Зандра ХОФФМАНН; Хайнц-Петер ХОФФМАНН (DE); Хайнц-Петер ХОФФМАНН; Фридхельм КЕПНИК (DE); Фридхельм КЕПНИК; Клаус НАЙТЦЕР (DE); Клаус НАЙТЦЕР; Михаэль ХОРН (DE); Михаэль ХОРН
Original assignee: Хенкель КГАА
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2007-02-20
Also published as: EP1343854A1; DE10159782A1; WO2002048276A1

Abstract

Изобретение касается гранульного агломерата связующих средств и способа его получения. Гранульный агломерат связующих средств для получения средств для покрытия поверхностей содержит, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид на основе целлюлозы и синтетический полимер выбран из поливинилацетата. Причем 5 мас.%-ный водный раствор или дисперсия частиц с диаметром, лежащим выше среднего размера частиц (D50), и водный раствор или дисперсия частиц с диаметром, лежащим ниже среднего размера частиц (D50), после растворения в течение 1 ч или меньше имеют вязкости, которые меньше, чем на 20% отличаются одна от другой, причем, по крайней мере, 50% частиц имеют диаметр больше 0,5 мм. Способ получения вышеуказанного агломерата, при котором композицию, содержащую, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид на основе целлюлозы и, по меньшей мере, синтетический полимер выбран из поливинилацетата, подвергают давлению более 10 кН/см² или удельной прижимной силе валков от 2 кН/см до 150 кН/см и затем измельчают. При этом природный или синтетический полисахарид и синтетический полимер являются гранульными. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 табл.

Description

Данное изобретение касается гранульного агломерата связующих средств, содержащего, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид и синтетический полимер, причем 5 мас.%-ный водный раствор или дисперсия частиц с диаметром частиц, лежащим выше среднего интервала, и водная дисперсия частиц с диаметром частиц, лежащим ниже среднего интервала, после растворения в течение 1 часа или меньше имеют вязкости, которые менее чем на 20% отличаются одна от другой. Кроме того, данное изобретение касается способа получения таких агломератов связующих средств, а также их применения.

Связующие средства, содержащие природный или синтетический полисахарид и синтетический полимер, в основном, известны. Такие смеси связующих веществ применяют для склеивания, упрочнения или герметизации. Конкретными примерами применения с подобными целями являются, например, клейстеры, диспергированные клеи, грунтовки для минеральных покрытий и тому подобное. Вышеупомянутые связующие средства, в частности их порошкообразные композиции, используют для получения упомянутых продуктов, особенно тогда, когда получение композиции продуктов возможно на месте применения простым смешением с водой и, в частности, при желании, может быть осуществлено пользователем. Применение таких связующих средств при получении клеев особенно предпочтительно тогда, когда способ их применения допускает использование клеев, приготовленных самим пользователем. Как правило, использование такого рода связующих средств экономит транспортные расходы, поскольку отпадает вес воды. Такие связующие средства часто используют для покрытия плоской основы бумагой или другими покрытиями. Особенно часто такие связующие средства находят применение в обойных клейстерах, которые используют при декоративном покрытии стен или потолков во внутренних помещениях.

Если такие связующие средства самим пользователем переводятся в пригодную для использования форму, необходимо, чтобы они выполняли ряд требований, которые касаются, во-первых, удобства обращения с ними и, во-вторых, по возможности, стабильности качества продукта как самого связующего средства, так и получаемых из таких средств продуктов. В частности, такие требования включают возможность деления на порции при стабильном качестве продукта внутри отдельных порций, отсутствие пыли при использовании, например при делении связующего средства на порции, а также поведения связующего средства при растворении. При замешивании в воде такие связующие средства часто имеют склонность к агрегированию, вследствие чего или требуется неприемлемо много времени для ликвидации комков, или комки вообще не растворяются. Использование продукта, содержащего такие комки, приводит к оптическим и техническим дефектам. Если, например, обойный клейстер содержит такие комки, то, в частности, при наклеивании гладких, неструктурированных обоев это может привести к повреждению структуры поверхности.

Кроме того, продукт, полученный с помощью упомянутых связующих средств, необходимо как можно быстрее использовать. При этом значение придается, прежде всего, максимально быстрой растворимости или диспергируемости в сочетании с максимально быстрым ростом вязкости продукта, причем, несмотря на максимально быстрый рост вязкости, еще должно происходить растворение или диспергирование связующего средства без образования комков.

Также часто требуется, по возможности, простое разделение связующего средства на порции, чтобы в случае необходимости суметь приготовить даже такие количества продукта, для которых необходима только небольшая часть объема упаковки. При таком делении на порции все же необходимо, чтобы все взятые из упаковки порции имели максимально идентичный состав, так чтобы достигалось идентичное качество продукта, полученного пользователем из различных порций.

Содержащиеся в вышеупомянутых связующих средствах компоненты, а именно, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид и, по меньшей мере, синтетический полимер, имеют склонность к расслоению смеси связующих средств из-за различного размера частиц и различной плотности и структуры поверхности частиц. Если пользователь делит подобные смеси связующих средств на порции, то различные порции расслоенной смеси связующих средств могут иметь различные составы, что ведет к продуктам с различными свойствами при применении. Однако это нежелательно, так как пользователь даже при делении связующего средства на порции должен получать постоянное и надежное качество продукта.

Помимо этого, расслоенные подобным образом композиции связующих средств, как правило, имеют высокое содержание пылеобразующих компонентов, что мешает при получении пользователем конечного продукта. Кроме того, уже при расфасовке композиций связующих средств в упаковки такие компоненты приводят к сильному пылеобразованию, которое либо требует дорогостоящих мер с целью недопущения пыли, либо приводит к повышенной запыленности людей, занятых расфасовкой связующих средств.

Во избежание вышеуказанных проблем ранее были предложены различные меры.

Так, в заявке на европейский патент ЕР-В 0541526 описаны сыпучий, быстро растворяющийся сухой порошок с клеящими свойствами, способ его получения и его применение. В заявке сообщается, что так называемые специальные клейстеры содержат смесь связующих средств, которые из-за различных размеров и плотностей частиц склонны к расслоению, а при замешивании в воде - к образованию пыли. С целью предотвращения этого эффекта в заявке предлагаются сухие порошки, имеющие зернистую структуру, у которых хотя бы преобладающая доля гранулированного сухого материала имеет компактные зерна неионогенного простого эфира целлюлозы, которые окружены оболочкой дисперсионного полимера и с нею прочно связаны. Получение подобных сухих порошков происходит благодаря тому, что тщательно перемешивают неионогенные простые эфиры целлюлозы в виде порошка или водные суспензии порошка с водной дисперсией полимера, причем водную фазу выдерживают при температуре выше точки помутнения использованных неионогенных простых эфиров целлюлозы, и полученную таким образом водную смесь веществ подвергают распылительной сушке при соблюдении определенных температурных условий. Полученные таким способом продукты имеют средние диаметры частиц приблизительно в области от 50 до 500 μм. Недостатком описанного здесь способа являются большие технические затраты, а также ограничение верхнего предела для достигаемого размера частиц приблизительно до 1-2 мм.

Международная заявка на патент WO 99/03945 касается агломератов для получения водной системы связующих средств, которые содержат, по крайней мере, гидрофильное вещество для вспучивания, которое нерастворимо в воде и создает давление набухания. Для получения упомянутых веществ используют исходные соединения в виде порошков или агломератов с размером зерен от 0,01 до 3 мм и затем формуют в агломерат с применением давления. Формование агломерата производят прессованием, например, с помощью поршневого или валкового пресса. Применяемое при этом давление должно составлять менее 10 кН/см². Последующее измельчение полученных таким образом агломератов не происходит. Однако описанные способ и агломераты имеют различные недостатки. Так, например, выход товарных гранул при описанном способе, как правило, не является полностью удовлетворительным. Помимо этого, компоненты, отделенные ситом, часто имеют соотношение в смеси, отличающееся от соотношения в исходной композиции, так что эти части более нельзя без проблем возвратить в производственный процесс. Кроме того, для предотвращения истирания отдельные агломераты обычно следует упаковывать по отдельности.

Международная заявка на патент WO 97/27258 касается пористого формованного изделия для получения водной системы связующего средства. Описанное пористое формованное изделие имеет, например, цилиндрическую форму с пористыми краями. Однако, во-первых, вследствие применения микроволновой техники получение формованных изделий является очень дорогостоящим, во-вторых, в заявке не описаны формованные изделия с размером частиц, которые лежат в области приблизительно от 0,01 до 10 мм. Однако применение формованных изделий большего размера, в частности описанных в заявке таблеток, у некоторых потребителей наталкивается на предубеждение.

В заявке на европейский патент ЕР-В 0311873 описан способ получения сухого продукта в форме чешуек или гранулята, пригодного в качестве основы для клейстера. Получение описанного сухого продукта осуществляют нагреванием содержащей 30-80 мас.% воды смеси из простого эфира целлюлозы, производного крахмала и полимера, диспергируемого в воде или водорастворимого, в тонком слое на поверхности нагреванием до 80-200°С. Например, описана валковая сушка, при которой продукт сушат без давления на нагретом валке. Недостаток описанного здесь способа заключается также в том, что полученные насыпные массы являются низкими, что означает дополнительные затраты при упаковке. Помимо этого, содержание метилцеллюлозы можно повышать не сколь угодно, поскольку с увеличивающимся содержанием метилцеллюлозы значительно снижается насыпная масса.

Поэтому сохранялась потребность в агломератах связующих средств, которые способны хорошо делиться на порции, имеют крайне низкое содержание пыли, превосходную способность к растворению и стабильные качество и состав для всех размеров частиц этих агломератов.

В соответствии с этим, задача данного изобретения состояла в том, чтобы разработать подобные агломераты связующих средств, способ их получения, а также их применение. Задачу согласно изобретению решают посредством гранульного агломерата связующих средств, способа его получения, а также его применения, как описано ниже.

Таким образом, объектом данного изобретения является гранульный агломерат связующих средств, содержащий, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид и синтетический полимер, причем 5 мас.%-ный водный раствор или дисперсия частиц с диаметром выше среднего размера частиц (D50) и водная дисперсия частиц с диаметром ниже среднего размера частиц (D50) после растворения в течение 1 часа или меньше имеют вязкости, которые менее чем на 20% отличаются одна от другой.

Под "агломератом связующих средств" в рамках данного изобретения понимают более или менее пористое, для практического применения достаточно прочно связанное скопление порошкообразных веществ. Такие агломераты могут быть беспорядочно спрессованными частицами, следовательно, они не должны иметь правильной геометрической формы, а, напротив, могут быть неровными или иметь весьма шероховатые поверхности. Однако в рамках данного изобретения агломераты имеют также частицы правильной формы с ровными или округленными поверхностями.

Агломераты связующих средств согласно изобретению содержат вещества, которые пригодны для получения водных систем связующих средств. Под водной системой связующих средств следует понимать растворы или дисперсии, которые пригодны для склеивания, герметизации, упрочнения или вообще для обработки поверхностей. Конкретными примерами таких растворов или дисперсий являются клейстеры, диспергированные клеи, грунтовки для минеральных основ и тому подобное.

Для получения готового к употреблению продукта, например клейстера, диспергированного клея, герметика или грунтовки для минеральных основ, гранульные агломераты связующих средств согласно изобретению сначала должны смешиваться пользователем с надлежащим количеством воды, то-есть в ней растворяться или диспергироваться.

В рамках данного изобретения гранульные агломераты связующих средств согласно изобретению имеют размер, по меньшей мере, около 0,01 и максимум около 50 мм, например приблизительно 0,05-20 мм. В рамках предпочтительной формы осуществления данного изобретения агломераты имеют размер частиц приблизительно от 0,1 до 8 или приблизительно 0,4-6 мм. Для определенных случаев применения как верхний, так и нижний пределы могут быть установлены на промежуточные значения указанных интервалов, например, с помощью пригодного ситового способа. Так, например, нижний предел для минимального размера частиц агломератов связующих средств согласно изобретению может лежать приблизительно при 0,5; 0,8; 1,2; 1,5; 2,0; 2,5 или 3 мм. Верхний предел для размера частиц агломератов связующих средств согласно изобретению может лежать, например, при 5,5; 5; 4,5; 4; 3,5 или 3,2 мм.

Понятие "размер частиц" в рамках данного изобретения относится к фактической величине отдельных частиц агломератов связующих средств согласно изобретению. В зависимости от способа получения имеет место определенное распределение по размерам частиц агломератов связующих средств внутри определенной области. Если частицы агломератов связующих средств согласно изобретению благодаря способу формования получают, в основном, одинаковой величины, то область распределения частиц по размерам может быть узкой, например приблизительно на 10% или на 5% отличаться от среднего размера частиц (D50). Если частицы агломератов связующих средств согласно изобретению получают, например, измельчением предварительно уплотненных агломератов связующих средств, то область распределения частиц по размерам может быть значительно шире, например отклоняться приблизительно на 1000% или приблизительно на 500% от определенного среднего значения распределения частиц по размерам. Так, агломерат связующих средств согласно изобретению может, например, иметь частицы величиной приблизительно от 0,4 до 6 мм или приблизительно 1,2 до 3 мм.

В рамках настоящей заявки величина D50 частиц связующих средств означает тот размер, при котором 50% частиц имеют диаметр больше D50 и 50% частиц имеют диаметр меньше D50.

Измерение среднего размера частиц (D50) осуществляют обычно с помощью анализаторов размеров частиц фирмы Коултер, работающих по принципу рассеяния света, например, с помощью Коултер-лазерного дифрактометра.

Однако на практике определение размера D50 часто бывает затруднительно. Чаще прибегают к определению размеров частиц разделением их на несколько фракций с помощью сит, причем вместо одного размера D50, в зависимости от количества ситовых фракций, получают различные интервалы размеров. При этом для каждого интервала указывают массовую долю лежащих внутри этого интервала частиц по сравнению с общей массой измеренных частиц. При этом первый и последний интервалы имеют, естественно, только одну границу и ограничены вверху или внизу только наибольшей или наименьшей частицей, фактически имеющейся в смеси частиц. В рамках данного изобретения определяют только одну величину среднего интервала размера частиц. Для определения среднего интервала должны иметься, по крайней мере, три ситовые фракции, причем фракция с наименьшим размером частиц и фракция с наибольшим размером частиц должны содержать в каждом случае, по крайней мере, 2 мас.% от всех частиц. При нечетном числе ситовых фракций, например фракции 1, 2 и 3, в качестве среднего интервала выбирают среднюю фракцию (в примере: фракция 2). Если число фракций четное, например, фракции 1, 2, 3 и 4, то средний интервал определяют в виде единственной величины, а именно той, при которой произошло отделение фракции 2 и фракции 3.

При определении среднего интервала преимущественно поступают так, чтобы доля частиц со значением, соответственно, ниже или выше среднего интервала составляла в каждом случае, по крайней мере, около 3, 4 или 5 мас.% или более, например более чем 10, 15, 20, 25 или 30 мас.%. Если работают с большим числом разделяющих на фракции сит, то для этой цели можно, например, объединять несколько последовательных или непоследовательных низших фракций и несколько последовательных или непоследовательных высших фракций.

После получения агломератов связующих средств согласно изобретению можно подходящим способом устанавливать распределение частиц по размерам на определенную величину. Особенно подходящим способом является просеивание частиц агломерата через сито. В рамках предпочтительной формы осуществления после получения агломератов связующих средств отсортировывают с помощью сит частицы с размером меньше приблизительно 0,1 мм, предпочтительно меньше 0,2; 0,3 или 0,4 мм.

Преимущество агломератов связующих средств согласно изобретению, благодаря их составу и способу их получения, заключается в том, что фракции частиц различных размеров имеют, в основном, идентичный или, по крайней мере, настолько похожий состав, что отдельные фракции с определенным размером частиц в каждом случае имеют идентичный или, по крайней мере, почти идентичный спектр своих потребительских свойств.

Для проверки того, имеет ли место идентичный или, по крайней мере, почти идентичный спектр применения, в рамках данного изобретения используют определение вязкости 5 мас.%-ного водного раствора или дисперсии определенной фракции с определенным размером частиц или смесь различных фракций с различным размером частиц. Агломераты связующих средств согласно изобретению отличаются тем, что 5 мас.%-ный водный раствор или дисперсия частиц с диаметром, лежащим выше среднего интервала, и 5 мас.%-ный водный раствор или дисперсия частиц с диаметром, лежащим ниже среднего интервала, после растворения в течение 1 часа или меньше имеют вязкости, которые менее чем на 20% отличаются одна от другой.

В рамках предпочтительной формы осуществления данного изобретения агломераты связующих средств согласно изобретению, при более тонком распределении фракций по размерам, имеют вязкости, только незначительно отличающиеся одна от другой. Так, например, предпочтительно, если при разделении агломератов связующих средств согласно изобретению на три, четыре, пять, шесть или более фракций с различным распределением частиц по размерам, 5 мас.%-ный водный раствор или дисперсия частиц удовлетворяет вышеуказанным требованиям, касающимся изменения вязкости. При этом особенно предпочтительно, если отличие в вязкости составляет меньше, чем примерно 15%, например меньше, чем примерно 10 или меньше, чем примерно 5%. Похожие или идентичные вязкости отдельных фракций частиц различных размеров предпочтительно устанавливаются уже после времени растворения меньше 50 минут или меньше 30 минут, или меньше 10 минут.

При этом вязкость отдельных фракций измеряют согласно Брукфильд RVT, 20 Upm, при 20°С. Выбор шпинделя, пригодного для измеряемой области вязкости, специалисту известен.

Гранульные агломераты связующих средств согласно изобретению содержат, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид. В качестве природных или синтетических полисахаридов пригодны, например, крахмал или целлюлоза, а также получаемые подходящими способами их производные, замещенные по одной или нескольким гидроксильным группам.

В качестве крахмала или в качестве основы производных крахмала пригодны все без исключения типы крахмалов, такие как картофельный, кукурузный, пшеничный, рисовый крахмалы, крахмал из проса, тапиоки или смеси из двух или более упомянутых крахмалов и им подобные. В рамках предпочтительной формы осуществления данного изобретения применяют крахмал или производные крахмала на основе картофельного или кукурузного крахмала или их смесей.

Крахмал должен быть водорастворимым или способным, по меньшей мере, набухать в воде. В частности, в рамках данного изобретения пригоден модифицированный крахмал, причем соответствующая модификация осуществляется физическим или незначительным химическим воздействием. Конкретными примерами таких производных крахмала являются частично расщепленный крахмал и набухший крахмал.

Производные крахмала должны быть, в частности, водорастворимыми или, по крайней мере, способными к набуханию в воде. В этой связи особенно пригодны сложные или простые эфиры крахмала, прежде всего карбоксилированные или алкоксилированные крахмалы. В качестве карбоксилированных или алкоксилированных крахмалов пригодны все соответствующим образом модифицированные, уже упомянутые выше природные типы крахмала. Применяемые производные крахмала имеют степень карбоксилирования примерно от 0,1 до 2,0 или степень алкоксилирования примерно от 0,05 до 1,5. Пригодные производные крахмала также могут быть сшиты с дифункциональными соединениями, как это, например, известно из заявки на европейский патент ЕР-В 0311873 (стр.3, строка 49 до стр.4, строка 5).

В качестве соединений целлюлозы, наряду с природной целлюлозой, пригодны, в частности, простые эфиры целлюлозы. Пригодными являются, например, карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметилметилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксипропилметилпеллюлоза, гидроксибутилцеллюлоза, гидроксибутилметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксиэтилкарбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилэтилцеллюлоза, гидроксипропилкарбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза, метилгидроксиэтилцеллюлоза, метилгидроксиэтилпропилцеллюлоза, метилцеллюлоза и пропилцеллюлоза, причем карбоксиметилцеллюлоза, метилцеллюлоза, метилгидроксицеллюлоза и метилгидроксипропилцеллюлоза, а также смеси из двух или более этих соединений, а также соли щелочных металлов карбоксиметилцеллюлозы и низкоэтоксилированная метилцеллюлоза или смеси из двух или более указанных соединений.

Названные производные целлюлозы могут быть легко сшиты, благодаря чему они растворимы при рН больше 8, и растворение в воде становится замедленным.

Сшивание можно осуществлять, например, известным способом путем присоединения глиоксаля.

Наряду с описанными полисахаридами и их производными, агломераты связующих средств согласно изобретению содержат еще, по крайней мере, синтетический полимер.

Такие синтетические полимеры должны, например, обеспечивать усиление клеящей способности или улучшение водостойкости конечного продукта, полученного из продукта с использованием агломерата связующих средств согласно изобретению. В качестве синтетических полимеров в рамках данного изобретения пригодны, в частности, диспергируемые дисперсные порошки полностью синтетических полимеров (базисные полимеры). При этом речь, в принципе, идет о гомополимерах и сополимерах винилового спирта, сложных виниловых эфиров, стирола, эфиров акриловой кислоты и винилхлорида.

Пригодными в качестве исходных полимеров сложными виниловыми эфирами являются например, гомополимеры винилацетата, сополимеры винилацетата с этиленхлоридом и/или винилхлоридом и/или другими сложными виниловыми эфирами, такими как виниллаурат, виниловые эфиры версатовой кислоты, винилпивалат или эфирами малеиновой или фумаровой кислот, или сополимеры из двух или более упомянутых мономеров, или гомополимеры виниловых эфиров насыщенных алкилкарбоновых кислот с 3-8 атомами углерода или их сополимеры с этиленом, винилхлоридом или другими сложными виниловыми эфирами.

Вышеупомянутые эфиры акриловой, метакриловой кислот или полимеры стирола образуются в результате полимеризации стирола или эфиров акриловой или метакриловой кислот. В качестве эфиров акриловой или метакриловой кислот применяют, например, эфиры с неразветвленными или разветвленными либо циклическими алифатическими спиртами с 1-20 атомами углерода. Другими полимерами стирола могут быть, например, сополимеры стирола с одним или несколькими другими мономерами. Пригодны, например, сополимеры стирола с бутадиеном. В качестве полимера винилхлорида пригодны сополимеры винилхлорида с этиленом.

В рамках данного изобретения в качестве дисперсного порошка предпочтительно применяют гомополимеры винилацетата, сополимеры винилацетата с этиленом или сополимеры виниловых эфиров насыщенных алкилкарбоновых кислот с 3-8 атомами углерода и этилена с содержанием этилена от 1 до приблизительно 40 мас.% и 0 до приблизительно 40 мас.% других виниловых эфиров из группы виниловых эфиров насыщенных алкилкарбоновых кислот с 3-8 атомами углерода или винилхлорида или смесей из двух или более этих соединений, стиролакрилаты, такие как стирол-бутилакрилат или стирол-этилгексилакрилат с содержанием стирола от 1 до приблизительно 70 мас.%. Эти дисперсионные полимеры обычно получают распылительной сушкой дисперсий полимеров в скрубберах.

Может быть целесообразным, если в рамках данного изобретения агломераты связующих средств согласно изобретению будут содержать два или более из упомянутых синтетических полимеров.

В рамках другой предпочтительной формы осуществления данного изобретения в качестве частиц полимера применяют смеси из гомополимера и сополимера. В качестве гомополимера пригодны уже упомянутые выше гомополимеры, но особенно гомополимеры сложных виниловых эфиров, предпочтительно поливинилацетат. В качестве сополимеров также пригодны вышеупомянутые сополимеры. В рамках предпочтительной формы осуществления в указанных смесях двух или более частиц полимеров все же используют сополимеры этилена и винилацетата, винилацетата и винилверсатата или тройные сополимеры, в частности тройной сополимер этилена с винилацетатом и акрилатом.

Содержание гомополимеров в таких смесях предпочтительно составляет, по крайней мере, около 20 мас.%, все же предпочтительно 40 мас.% или более, например, по крайней мере, около 50 мас.%. Пригодное соотношение в смеси гомополимеров и сополимеров составляет, например, примерно 75:25 или примерно 80:20.

Агломераты связующих средств согласно изобретению, наряду с указанными ингредиентами, а именно, по меньшей мере, природным или синтетическим полисахаридом и, по меньшей мере, синтетическим полимером, могут содержать и другие добавки.

Пригодными добавками являются, например, соединения, которые вызывают подщелачивание клея, получаемого растворением водорастворимых композиций согласно изобретению. К ним относят, например, гидроксиды аммония, щелочных и/или щелочно-земельных металлов, водорастворимые, предпочтительно порошкообразные силикаты щелочных металлов (жидкое стекло), в частности натриевое или калиевое жидкое стекло, а также аммиак и амины или щелочные и нейтральные соли, которые образуются из сильных и слабых кислот. К ним относятся, например, соли щелочных металлов угольной кислоты или карбоновых кислот или третичных фосфатов. Пригодными являются также соли, в частности соли щелочных металлов органических кислот, такие как формиат, ацетат или цитрат натрия. Упомянутые соединения можно применять самостоятельно или в виде смеси из двух или более этих соединений.

Если в рамках растворения водорастворимых композиций согласно изобретению должно происходить подщелачивание, то доля вышеуказанных добавок во всех агломератах связующих средств согласно изобретению составляет, в общем, около 0,1 до примерно 2 мас.%.

Кроме того, в качестве добавок пригодны смачивающие средства и стабилизаторы, вещества, отвечающие за консистенцию, и компоненты с клеящей способностью, такие как декстрины, ионогенные простые эфиры целлюлозы или другие водные композиции полимеров или смеси из двух или более упомянутых добавок. В качестве добавок также пригодны вспомогательные вещества, такие как средства, препятствующие спеканию, например рутил (TiO₂), мел, известковая мука, осажденная кремневая кислота, пирогенная кремневая кислота, цеолиты, бентониты, гипс или ангидрит.

Агломераты связующих средств согласно изобретению содержат, например, приблизительно до 20 мас.% подобных добавок.

Кроме того, агломераты связующих средств согласно изобретению могут содержать еще присадки. В качестве присадок пригодны, в частности, водорастворимые неионные полимеры из группы поливинилпирролидонов, сополимеры винилпирролидона с сложными виниловыми эфирами, водорастворимые амфотерные полимеры из группы сополимеров алкилакриламида с акриловой кислотой, сополимеры алкилакриламида с метакриловой кислотой, сополимеры алкилакриламида с метилметакриловой кислотой, сополимеры алкилакриламида с акриловой кислотой и алкиламиноалкил(мет)акриловой кислотой, сополимеры алкилакриламида с метакриловой кислотой и алкиламиноалкил(мет)акриловой кислотой, сополимеры алкилакриламида с метилметакриловой кислотой и алкиламиноалкил(мет)акриловой кислотой, сополимеры алкилакриламида с алкилметакрилатом, алкиламиноэтилметакрилатом и алкилметакрилатом, сополимеры из ненасыщенных карбоновых кислот, катионно дериватизированных ненасыщенных карбоновых кислот, при необходимости, дополнительных ионных или неионогенных мономеров, водорастворимые цвиттерионные полимеры из группы сополимеров акриламидоалкилтриалкиламмонийхлорида с акриловой кислотой, а также их соли с щелочными металлами и аммониевые соли, сополимеры акриламидоалкилтриалкиламмонийхлорида с метакриловой кислотой, а также их соли с щелочными металлами и аммониевые соли, сополимеры метакроилэтилбетаина с метакрилатом, водорастворимые анионные полимеры из группы сополимеров винилацетата с кротоновой кислотой, сополимеры винилпирролидона с винилакрилатом, тройные сополимеры акриловой кислоты с этилакрилатом и N-трет-.бутилакриламидом, привитые сополимеры из сложных виниловых эфиров, эфиров акриловой или метакриловой кислот, самостоятельно или в смеси, сополимеризованные с кротоновой, акриловой или метакриловой кислотами с полиалкиленоксидами и/или полиалкиленгликолями, привитые и сшитые сополимеры, полученные из сополимеризации, по меньшей мере, одного мономера неионного типа, по меньшей мере, одного мономера ионного типа, полиэтиленгликоля и одного сшивающего агента полученных сополимеризацией, по меньшей мере, одного мономера из любых трех следующих групп полученных сополимеров, эфиры ненасыщенных спиртов и короткоцепных насыщенных карбоновых кислот и/или эфиры короткоцепных насыщенных спиртов и ненасыщенных карбоновых кислот, ненасыщенные карбоновые кислоты, эфиры длиннопепных карбоновых кислот и ненасыщенных спиртов и/или эфиры из карбоновых кислот группы с насыщенными или ненасыщенными, неразветвленными или разветвленными спиртами с 8-18 атомами углерода, тройные сополимеры из кротоновой кислоты, винилацетата и аллилового или металлилового сложного эфира, тетраполимеры и пентаполимеры из кротоновой или аллилоксиуксусной кислот, винилацетата или винилпропионата, разветвленных аллилового или металлилового сложных эфиров, простых и сложных виниловых эфиров или неразветвленных аллиловых или металлиловых сложных эфиров, сополимеры кротоновой кислоты с одним или несколькими мономерами из группы этилена, винилбензола, простого винилметилового эфира, акриламида и его водорастворимых солей, тройные сополимеры из винилацетата, кротоновой кислоты и виниловых эфиров насыщенной алифатической, разветвленной в α-, β- или γ-положении монокарбоновой кислоты, водорастворимые катионные полимеры из группы кватернизованных производных целлюлозы, полисилоксаны с четвертичными группами, катионные производные гуара, полимерные соли диметилдиаллиламмония и его сополимеры с эфирами и амидами акриловой и метакриловой кислот, сополимеры винилпирролидона с кватернизованными производными диалкиламиноакрилата и диалкиламинометакрилата, сополимеры винилпирролидона с метоимидазолинийхлоридом, кватернизованный поливиниловый спирт, полимеры, приведенные в Международной номенклатуре косметических ингредиентов под названиями: поликватерний 2, поликватерний 17, поликватерний 18 и поликватерний 27.

Указанные присадки могут присутствовать в агломератах связующих средств согласно изобретению в количестве около 2 до 10 мас.%.

Агломераты связующих средств согласно изобретению отличаются особенно хорошей и быстрой растворимостью в воде. Другое преимущество агломератов связующих средств согласно изобретению состоит в том, что входящие в общую фракцию отдельные части с определенным размером частиц имеют, в основном, идентичный состав и благодаря этому, по существу, идентичное качество продукта. Связующие средства согласно изобретению можно получать способом, более подробно описанным ниже. При этом важно, что вещества, образующие агломерат связующих средств, подвергают давлению больше 10 кН/см² и затем измельчают.

Поэтому объектом данного изобретения является также способ получения агломерата связующих средств, при котором композицию, содержащую, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид и синтетический полимер, подвергают давлению больше 10 кН/см² и затем измельчают.

Способ согласно изобретению включает формование компонентов агломерата связующих средств под давлением и последующее измельчение. Так можно получать агломераты связующих средств, по существу, с любым средним размером частиц, который, в зависимости от области применения, можно регулировать надлежащим выбором способа измельчения. В этой связи неожиданным является тот факт, что использование более высокого давления, выше 10 кН/см², приводит к агломератам связующих средств, которые обладают быстрой растворимостью, связанной с быстрым ростом вязкости.

В рамках предпочтительной формы осуществления данного изобретения агломераты связующих средств подвергают давлению приблизительно до 150 кН/см², в частности давлению до 100 кН/см². Особенно пригодная область давления лежит, например, при около 30 до 80, в частности около 40 до примерно 70 или 60 кН/см².

В рамках предпочтительной формы осуществления данного изобретения способ осуществляют с помощью уплотнения на валках. При уплотнении на валках прилегающая поверхность сжатия точно не известна, поэтому в данном случае указывают прижимную силу валков. Принимая во внимание различную ширину валков, ориентируются на удельную прижимную силу. Удельная прижимная сила валков соответствует фактической прижимной силе, деленной на ширину валка, или на рабочую ширину, т.е. на ширину, на которой уплотняют материал.

Давления, необходимого в рамках способа согласно изобретению, достигают, например, при удельной прижимной силе приблизительно от 2 до 150 кН/см, в частности около 5 или 7 до приблизительно 80 кН/см. Особенно пригодная область для удельной прижимной силы валков лежит, например, при около 10 до 50, в частности около 15 до 40 или приблизительно 20 до 30 кН/см.

В рамках способа согласно изобретению компоненты агломератов связующих средств, а именно, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид и, по меньшей мере, синтетический полимер, применяют в виде гранул. При этом для способа согласно изобретению оказалось предпочтительным, когда, по крайней мере, 10 мас.% природных или синтетических частиц полисахарида и, по крайней мере, 10 мас.% частиц полимера имеют величину примерно от 0,1 до 0,5 мм. В рамках другой предпочтительной формы осуществления данного изобретения, по крайней мере, 20 или 30, или 40, или, по крайней мере, 50 мас.% частиц полисахарида или частиц полимера или частиц обоих компонентов должны иметь размер, который лежит внутри указанной области. В рамках другой предпочтительной формы осуществления данного изобретения доля частиц полимера или частиц полисахарида или частиц обоих компонентов, которая лежит внутри указанной области, может даже превышать указанные значения, например составлять до 60, 70, 80 или 90 мас.% или еще больше.

В рамках другой предпочтительной формы осуществления данного изобретения используют частицы полисахарида или частицы полимера, которые имеют одну из указанных выше долю в мас.% частиц с размерами от 0,1 до 0,4 мм или 0,1 до 0,3 мм, или 0,1 до 0,2 мм.

Особенно пригодной является, например, метилгидроксиэтилцеллюлоза, примерно от 45 до 75 мас.% всех содержащихся частиц которой находятся в области от 0,125 мм до 0,2 мм. В качестве дисперсных порошков пригодны, например, такие, в которых распределение частиц по размерам соответствует распределению по размерам частиц полисахарида. Особенно пригодными являются дисперсные порошки, в которых, по крайней мере, от 40 мас.%, предпочтительно более 50 мас.% или более 60 мас.% частиц находятся в области от 0,1 до 0,2 мм.

Особенно пригодными представителями вышеуказанных типов полимеров и полисахаридов являются, например, метилгидроксиэтилцеллюлоза МНЕС 6000 PR (производитель: Хенкель KgaA, Дюссельдорф) и редисперсный порошок ELOTEX НМ 100 (производитель: фирма Елотекс).

В рамках другой предпочтительной формы осуществления в качестве частиц полимера в рамках способа согласно изобретению применяют смесь из двух или более различных частиц полимера. В случае смеси из частиц полимера речь предпочтительно идет о смеси из частиц гомополимера и частиц сополимера, причем пригодные гомополимеры и сополимеры уже были упомянуты выше. В рамках другой предпочтительной формы осуществления содержание гомополимера в смесях таких частиц полимера составляет, по крайней мере, около 20 мас.%.

Используемые в рамках способа согласно изобретению полисахариды имеют следующее распределение гранул по размерам:

>0,8 мм	максимально 0,2%
>0,4 мм	30±5%
>0,2 мм	55±5%
>0,1 мм	10±5%
<0,1 мм	5±3%

Также пригодна метилгидроксиэтилцеллюлоза со следующим распределением частиц по размерам:

>0,2 мм	20%
>0,25 мм	45-75%

Пригодные дисперсные порошки имеют, например, следующее распределение частиц по размерам:

>0,4 мм	0,3-0,7%
>0,2 мм	5-18%
>0,1 мм	50-75%
<0,1 мм	15-40%

При этом процентные данные относятся к массе частиц.

В рамках способа согласно изобретению гранульные полисахариды и гранульные синтетические полимеры подвергают давлению больше 10 кН/см². Это может происходить, например, таким образом, что соответствующие порции смеси, приводящей к агломерату связующих средств, помещают в подходящий пресс, например плунжерный пресс.

Однако в рамках предпочтительной формы осуществления данного изобретения способ согласно изобретению осуществляют с валковым прессом, в частности с гладковалковым прессом. При этом смесь веществ, приводящую к агломерату связующих средств согласно изобретению, непрерывно прессуют и затем размалывают на частицы желательных размеров с помощью механизма для измельчения. В этом случае действительны параметры, указанные выше для прижимной силы валков и удельной прижимной силе валков.

Для осуществления способа согласно изобретению пригодны, например, фармакомпактор ВЕРЕХ L 200/50 Р и ситовая мельница FC 200.

Частицы агломератов связующих веществ, полученные по способу согласно изобретению, имеют, например, следующее распределение по размерам (данные в мас.%):

10-20%>2,5 мм
30-50%>1,6 мм
20-30%>1 мм
5-15%>0,8 мм
4-12%>0,4 мм
0,1-3%<0,4 мм

Агломераты связующих средств, полученные в соответствии с способом согласно изобретению, имеют прекрасную растворимость и быстрый рост вязкости. Поэтому объектом данного изобретения является также гранульный агломерат связующих средств, который был получен в соответствии с способом согласно изобретению.

Агломераты связующих средств согласно изобретению пригодны, как уже описано выше, для получения средств для покрытия поверхностей. В рамках данного изобретения в качестве средств для покрытия поверхностей называют, в частности, клейстер, диспергированный клей, грунтовки и им подобные.

Агломераты связующих средств согласно изобретению быстро дают с водой не содержащий комков водный раствор или дисперсию. В случае такого раствора или дисперсии речь предпочтительно идет о клейстере, т.е. о клее в форме продукта набухания в воде, который уже при относительно низкой концентрации твердого вещества образует высоковязкую, не вытягивающуюся в нити массу.

Эти клейстеры предпочтительно пригодны для наклеивания обоев и других покрытий для стен. С помощью агломератов связующих средств согласно изобретению можно получать также другие водные клеи. Агломераты связующих средств также пригодны - при соответствующем составе - для получения не содержащих комков грунтовок для минеральных оснований, таких как штукатурка, затирка или бетон, на стенах, потолках или на полу. Затем упрочненную таким образом поверхность, как правило, покрывают, например, краской, шпаклевкой или клеем. С помощью агломератов связующих средств согласно изобретению также можно легко и без комков получать клеи для текстильных или керамических покрытий полов, стен и потолков.

Для получения клейстера поступают, например, следующим образом:

Сначала агломераты связующих средств согласно изобретению добавляют при перемешивании к предварительно загруженной воде. Затем, при необходимости, продолжают перемешивание до тех пор, пока агломераты не растворятся и не образуется вязкость, соответствующая запланированному применению.

При этом применяемая концентрация агломератов связующих средств согласно изобретению составляет около 1 до около 50 мас.%, в частности около 1 до около 10 мас.%. Для использования в качестве клейстера пригодны, например, применяемые концентрации от около 1 до около 10 мас.%, для порошкового вещества - около 10 до около 20 мас.%.

По сравнению с клейстером, который был получен непосредственно из исходных порошкообразных веществ, клейстер, приготовленный с помощью агломератов связующих средств согласно изобретению, практически не обнаруживает изменения важных потребительских свойств, таких как вязкость, клеящая способность мокрого и сухого клея. По сравнению с обычной порошкообразной композицией связующих средств агломерат связующих средств согласно изобретению имеет много преимуществ. Так, например, работа с агломератами связующих средств согласно изобретению происходит без пылеобразования и тем самым - необременительно для пользователя. Помимо этого, агломераты связующих средств согласно изобретению можно просто делить на порции, причем отдельные порции имеют, по существу, идентичное качество с точки зрения потребительских свойств.

Далее изобретение более подробно поясняется примерами.

Пример 1 (сравнительный)

Из 80% метилгидроксиэтилцеллюлозы МНЕС 6000 PR и 20% поливинилацетата (НМ 100, фирма Елотекс) получают пылящий, расслаивающийся клейстерный продукт с насыпной массой около 420-440 г/л. Затем порошок вносят при перемешивании в воду с температурой 20°С и измеряют рост вязкости.

Рост вязкости:

3 мин:	2250 мПа·с
10 мин:	6500 мПа·с
60 мин:	9000 мПа·с (конечная вязкость)

Пример 2

Из 80% метилгидроксиэтилцеллюлозы НМЕС 6000 PR и 20% поливинилацетата (НМ 100, фирма Елотекс) получают пылящий, расслаивающийся клейстерный продукт с насыпной массой около 420-440 г/л.

Затем этот клейстерный продукт уплотняют в фармакомпакторе L 200/50 Р (фирма Хосокава Бепекс) и затем измельчают с помощью ситовой мельницы FC 200. Фармакомпактор имеет гладкие валки с рабочей шириной 5 см, приложенная прижимная сила валков составляет 100 кН, удельная прижимная сила валков составляет 10 кН/см. Для разделения с помощью сит в мельнице с сепаратором были установлены сита 0,5-3,25 мм. Было получено 70% гранульного продукта. Гранульный продукт представляет собой порционируемый, не содержащий пыли агломерат с насыпной массой около 400 г/л. Продукт можно без проблем замешивать в воде. Измерение роста вязкости после замешивания в воде с температурой 20°С протекает следующим образом:

Рост вязкости:

3 мин:	2000 мПа·с
10 мин:	6000 мПа·с
60 мин:	9000 мПа·с (конечная вязкость)

Пример 3

Из 80% метилгидроксиэтилцеллюлозы 6000 PR, 18% поливинилацетата (НМ 100, фирма Елотекс) и 2% полиэтиленгликоля (PEG 4000) получают пылящий, непорционируемый клейстерный продукт с насыпной массой около 440 г/л. Затем этот клейстерный продукт уплотняют в фармакомпакторе, как описано выше, при прижимной силе валков 100 кН и удельной прижимной силе валков 20 кН/см. Разделение с помощью сит проводят для области 0,6-4 мм. Выход гранульного продукта составляет около 72%. Получают порционируемый, не содержащий пыли агломерат с насыпной массой около 425 г/л, который можно просто и без комков замешивать в воде. Измерение роста вязкости после замешивания в воде с температурой 20°С протекает следующим образом:

Рост вязкости:

Claims

1. Гранульный агломерат связующих средств для получения средств для покрытия поверхностей, содержащий, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид на основе целлюлозы и синтетический полимер, выбран из поливинилацетата, причем 5 мас.%-ный водный раствор или дисперсия частиц с диаметром, лежащим выше среднего размера частиц (D50), и водный раствор или дисперсия частиц с диаметром, лежащим ниже среднего размера частиц (D50), после растворения в течение 1 ч или меньше имеют вязкости, которые менее, чем на 20% отличаются одна от другой, причем по крайней мере, 50% частиц имеют диаметр больше 0,5 мм.

2. Агломерат связующих средств по п.1, отличающийся тем, что отличие вязкости составляет меньше 10%.

3. Агломерат связующих средств по одному из п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, одну добавку.

4. Способ получения агломерата связующих средств по п.1, при котором композицию, содержащую, по меньшей мере, природный или синтетический полисахарид на основе целлюлозы и, по меньшей мере, синтетический полимер, выбран из поливинилацетата, подвергают давлению более 10 кН/см² или удельной прижимной силе валков от 2 кН/см до 150 кН/см и затем измельчают, причем природный или синтетический полисахарид и синтетический полимер являются гранульными.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что, по крайней мере, 10 мас.% частиц полисахарида и, по крайней мере, 10 мас.% частиц полимера имеют размер от 0,1 до 0,5 мм.

6. Способ по одному из п.4 или 5, отличающийся тем, что, по крайней мере, 20 мас.% частиц полисахарида и, по крайней мере, 20 мас.% частиц полимера имеют размер от 0,1 до 0,5 мм.

7. Способ по одному из пп.4-6, отличающийся тем, что в качестве частиц полимера применяют смесь из двух или более полимеров.

8. Способ по одному из пп.4-7, отличающийся тем, что в качестве частиц полимера применяют смесь из гомополимера и сополимера.

9. Способ по одному из пп.4-8, отличающийся тем, что в качестве частиц полимера применяют смесь из гомополимера и сополимера, причем содержание гомополимера составляет, по крайней мере, 20 мас.%.

10. Способ по одному из пп.4-9, отличающийся тем, что давление осуществляют через валки.

11. Способ по одному из пп.4-10, отличающийся тем, что композицию подвергают давлению более 30 кН/см² или удельной прижимной силе валков, по меньшей мере, 5 кН/см.