SK286649B6

SK286649B6 - Disperzia vysušiteľná rozstrekovaním, spôsob jej výroby a jej použitie

Info

Publication number: SK286649B6
Application number: SK369-99A
Authority: SK
Inventors: Martin Haupt; Heinz Axmann
Original assignee: Basf Se
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2009-03-05
Also published as: HUP0001646A3; SK36999A3; ATA169196A; AT403914B; WO1998013411A1; AU4444197A; DE59713021D1; EP0928308A1; PL196217B1; HU229650B1; PL332251A1; HUP0001646A2; CZ102999A3; CZ300278B6; EP0928308B1

Abstract

Redispergovateľné disperzie polymérov na báze vinylacetátu, styrénu, akrylátu a ich kopolymérov, sušené rozstrekovaním ("suché disperzie"), obsahujúce micely emulzného polyméru, ktoré majú povlak z amfotérneho polyméru, s výnimkou polyméru na základe kazeínu, pričom celkový stav náboja micel je nezmenený. Spôsob výroby týchto disperzií spočíva v tom, že sa disperzia polymérov majúca teplotu skleného prechodu od -5°C do -70°C, získaná emulznou polymerizáciou spracuje s roztokom amfotérneho polyméru s vysokou teplotou skleného prechodu ležiacou aspoň nad teplotou miestnosti a suší rozstrekovaním v prúde horúceho vzduchu na voľne tečúci prášok s nízkym obsahom prachu. Tieto disperzie nachádzajú použitie na výrobu suchých zmesí pre náterové a povlakové hmoty, a v kombinácii s hydraulicky tuhnúcimi hmotami, na výrobu vysoko ohybných rozťahujúcich sa povlakov prekonávajúcich trhliny.

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka redispergovateľných disperzií polymérov na báze vinylacetátu, styrénu, akrylátu a ich kopolymérov sušených rozstrekovaním, spôsobu ich výroby a použitia týchto redispergovateľných disperzií na výrobu suchých zmesí pre náterové hmoty a povlakové hmoty a v kombinácii s hydraulicky tuhnúcimi hmotami, na výrobu vysoko ohybných, rozťažných povlakov prekonávajúcich trhliny.

Doterajší stav techniky

Redispergovateľné disperzie sušené rozstrekovaním sú rovnako príležitostne označované ako suché disperzie. Týmto sa rozumejú spojivové látky vo forme prášku, látky, schopné redisperzie, ktoré jednoduchým zmiešaním s vodou sa dajú previesť na použiteľnú formu.

Podľa EP-A1-0 654 454, EP-A1-0 629 650, EP-A1-0 671 435, DE-A1-40 21 216 a DE-A1-41 18 007 je známe, že suché disperzie s nižšou teplotou skleného prechodu možno principiálne vyrábať dvojakým spôsobom.

Prvý spôsob je tzv. „core-shell“ (jadro - obal) metóda. Táto spočíva v tom, že sa na mäkké polymerizačné jadro napolymerizuje v rámci polymerizácie tvrdý, vo vode rozpustný polymerizačný plášť.

Druhý spôsob predpokladá, že po výrobe polymerizačnej disperzie s nižšou teplotou skleného prechodu sa používa vo vode rozpustná povlaková látka alebo látka uľahčujúca rozstrekovanie, ktorá má pri sušení rozstrekovaním znížiť, resp. zabrániť lepivosti polymerizačných čiastočiek.

Oba spôsoby výroby vedú k viac či menej dobrej možnosti redisperzie suchej disperzie, pričom schopnosť redisperzie sa niekedy zhoršuje nutným nasadením vysokého množstva povlakových látok. Ďalej musí byť použitý pomerne vysoký podiel povlakovej látky, ktorý' môže dosahovať 20 až 25 %, aby bol pri sušení rozstrekovaním zachovaný nezhlukujúci sa, nelepiaci sa prášok. Vysoký podiel povlakovej látky môže byť nevýhodou, pretože použitá povlaková látka má väčšinou vedľajšie účinky. Ak neberieme do úvahy žiaduce vedľajšie účinky, napríklad skvapalnenie, objavujú sa predovšetkým nežiaduce vedľajšie účinky, ako napríklad rozpraskanie, keď sa suchá suspenzia použije v kombinácii s cementom. Je len veľmi ťažké dosiahnuť vysoko pružné, v ťahu a proti popraskaniu odolné krycie vrstvy s polymerizačným práškom, ktorý má obsah povlakovej látky.

Tento vynález vznikol na základe požiadavky pripraviť novú, rozstrekovaním sušenú disperziu a nájsť spôsob jej výroby.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu sú redispergovateľné disperzie polymérov na báze vinylacetátu, styrénu, akrylátu a ich kopolymérov sušené rozstrekovaním, ktorých podstata spočíva v tom, že micely emulzného polyméru vytvárajúce častice polyméru majú povlak z amfotémeho polyméru s výnimkou polyméru na báze kazeínu, pričom celkový stav náboja micel je nezmenený.

Výhodným uskutočnením vynálezu sú uvedené disperzie, ktorých podstata spočíva v tom, že rozstrekovaním sušené emulzné polyméry majú teplotu skleného prechodu od -5 °C do -70 °C.

Výhodným uskutočnením vynálezu sú uvedené disperzie, ktorých podstata spočíva v tom, že emulzné polyméry obsahujú aniónové skupiny. Účelne sú v týchto disperziách aniónovými skupinami skupiny vzorca -COOH.

Iným výhodným uskutočnením vynálezu sú uvedené disperzie, ktorých podstata spočíva v tom, že amfotémy polymér má teplotu skleného prechodu, ktorá je aspoň nad teplotou miestnosti. Účelne má v takýchto disperziách amfotérny polymér teplotu skleného prechodu, ktorá je v rozsahu od 50 °C do viac ako 130 °C.

Ešte iným výhodným uskutočnením vynálezu sú uvedené disperzie, ktorých podstata spočíva v tom, že povlaková látka je vytvorená z polysacharidov. Účelne je v takejto disperzii povlaková látka vytvorená z amfotérnych škrobov.

Iným výhodným uskutočnením vynálezu sú uvedené, disperzie ktorých podstata spočíva v tom, že povlaková látka je vytvorená z prírodných proteínov. Účelne je v takýchto disperziách povlaková látka vytvorená zo želatíny, pšeničného proteínu, zemiakového proteínu, hrachového proteínu alebo kukuričného proteínu.

Ešte iným výhodným uskutočnením vynálezu sú uvedené disperzie, ktorých podstata spočíva v tom, že povlaková látka je vytvorená na báze syntetických polymérov. Účelne je v takýchto disperziách povlaková látka vytvorená z kopolymérov akrylátov a nenasýtených karboxylových kyselín, ktoré obsahujú v bočnom reťazci terciáme aminové alebo kvartéme amóniové skupiny.

Iným výhodným uskutočnením vynálezu sú uvedené disperzie, ktorých podstata spočíva v tom, že povlaková látka pripravená z amfotémeho polyméru je prítomná v množstve od 2 do 10 % hmotnostných, vzťahujúc na pevné častice použitého emulzného polyméru.

Predmetom tohto vynálezu je tiež spôsob výroby redispergovateľných, rozstrekovaním sušených disperzií definovaných skôr, ktorého podstata spočíva v tom, že sa disperzie polymérov majúce teplotu skleného prechodu od -5 °C do -70 °C, získané emulznou polymerizáciou, spracujú s roztokom amfotémeho polyméru s vysokou teplotou skleného prechodu ležiacou aspoň nad teplotou miestnosti a sušia rozstrekovaním v prúde horúceho vzduchu na voľne tečúci prášok s nízkym obsahom prachu.

Predmetom vynálezu je rovnako použitie redispergovateľných, rozstrekovaním sušených disperzií definovaných skôr, na výrobu suchých zmesí pre náterové a povlakové hmoty, a v kombinácii s hydraulicky tuhnúcimi hmotami, na výrobu vysoko ohybných, rozťahujúcich sa povlakov, prekonávajúcich trhliny.

Ďalej sa uvádzajú podrobnejšie údaje na bližšie objasnenie podstaty vynálezu a údaje ilustrujúce vynález.

Opísaná úloha je vyriešená v súlade s nájdením redisperzie schopných, rozstrekovaním sušených disperzií, ktoré obsahujú rozstrekovaním sušené emulzné polyméry (ďalej označované aj ako „polymeráty“) na báze vinylacetátu, styrénu, esteru kyseliny akrylovej a ich kopolymérov s povlakom z amfotémeho polyméru.

Predmet vynálezu rieši problémy, ktoré sa objavujú v rámci doterajšieho stavu techniky, použitím amfotémeho polyméru ako povlakovej látky. Táto amfotéma povlaková látka, ktorá sa odlišuje od aniónových povlakových látok opísaných v doterajšom stave techniky, sa zhromažďuje na negatívne nabitej polymerizačnej micele, pričom sa celkový náboj micely nemení a takáto micela zostáva stabilná. Ak sú oproti tomu použité, doterajšiemu stavu techniky zodpovedajúce, aniónovo nabité povlakové látky a aniónové nabité alebo i neutrálne polyméry, dochádza k odpudzovaniu negatívnych nábojov a proces povliekania môže prebiehať až pri vyšších koncentráciách. Tento prebieha až vtedy, ak dôjde k nazhromaždeniu viacerých micel už do väčších agregátov. Rozumie sa, že je na to potrebné väčšie množstvo povlakovej látky. Takéto agregáty sú potom horšie redisperzie schopné, na čo sa už poukázalo.

Podľa vynálezu sú na použitú ochrannú látku vhodné ako amfotéme polyméry hlavne také, ktoré majú vysokú teplotu skleného prechodu, ktorá leží minimálne nad izbovou teplotou a prednostne v oblasti od 50 °C do viac ako 130 °C. Pre toto prichádzajú do úvahy tak prírodné, ako i syntetické polyméry, napríklad polysacharidy, prírodné proteíny a kopolyméry esterov akrylovej kyseliny, nenasýtených karboxylových kyselín a im zodpovedajúcich terciámych alebo kvartémych amóniových skupín v bočnom reťazci. Medzi polysacharidmi sú uprednostňované škroby. Ako prírodné proteíny prichádzajú do úvahy predovšetkým kazeín, želatína, pšeničný proteín, zemiakový proteín, hrachový proteín a kukuričný proteín.

Účelne podľa vynálezu sa môžu použité, vo vode rozpustné, amfotéme polyméry vyskytovať napríklad vo forme sodnej soli, čím sa pri použití suchej disperzie podľa vynálezu v kombinácii s cementovou zmesou môže vyvolať ešte prídavný účinok, ako zhustenie, zriedenie, spomalenie, zrýchlenie a im podobné.

Podľa vynálezu sa používa amfotémy polymér, ktorého obsah sa pohybuje v rozsahu od 2 do 10 %, vzťahujúc na pevné častice použitého polyméru s nižšou teplotou skleného prechodu.

Na výrobu redispergovateľnej suchej disperzie podľa tohto vynálezu sa zmieša disperzia získaná emulznou polymerizáciou polyméru s nižšou teplotou skleného prechodu, s roztokom amfotémeho polyméru a suší rozstrekovaním bežným spôsobom v rozprašovacej veži za získania čo najjemnejšie deleného prášku.

Je prekvapujúce, že podľa vynálezu sa môžu dosiahnuť uspokojivé výsledky pri rozstrekovaní sušených polymerizačných disperzií už pridaním tak malého množstva, ako sú 2 % amfotémeho polyméru; v porovnaní s doterajším stavom techniky, kedy pri vykonávaní tejto metódy je to 20 % alebo väčšie množstvo. Pridanie 10 % amfotémeho polyméru každopádne zaistí získanie celkom nelepivej, rozstrekovaním ľahko sušenej disperzie.

Podľa vynálezu nie je možným použitím nižších koncentrácií amfotémej povlakovej látky podstatne ovplyvnená tvorba výsledného produktu. Tak je možné napríklad vyrábať vysoko pružné, pri nízkych teplotách systémy odolné proti popraskaniu, ktoré mohli byť doteraz získané iba s použitím kvapalných disperzií. Ďalšia výhoda suchých disperzií podľa vynálezu spočíva v použití proteínov ako amfotémych polymérov, ktoré v konečnej fáze prípravy, napríklad pri zmiešavaní s cementom, vytvárajú ťažko rozpustné vápenaté zlúčeniny, ktoré sú samotné vode odolné, a dokonca si ešte ponechávajú istú pružnosť. Takéto substancie majú navyše ešte silne skvapalňujúci účinok.

Nasledujúce príklady majú vysvetliť predmet vynálezu bez toho, aby ho však obmedzovali.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1 - porovnávací príklad

Emulznou polymerizáciou sa vyrobí aniónová stabilizovaná disperzia kopolyméru styrénu a esteru kyseliny akrylovej, obsahujúca skupiny kyseliny akrylovej (teplota skleného prechodu -15 °C) a za miešania sa pomaly nakvapká do 10 % roztoku sodnej soli kazeínu. Na nastavenie viskozity sa k roztoku sodnej soli ka3 zeínu pridáva 4 % močovina. Disperzia sa zriedi vodou a suší rozstrekovaním pri vstupnej teplote 135 °Ca výstupnej teplote 95 °C za vzniku nelepivého, na jemné častice rozdeleného prášku.

Príklad 2

Opakuje sa postup z príkladu 1, s tým rozdielom, že sa namiesto sodnej soli kazeínu použije ako amfotérny polymér rozdrvený pšeničný proteín.

Príklad 3

Opakuje sa postup z príkladu 1, s tým rozdielom, že sa namiesto roztoku sodnej soli kazeínu ako amfotéma látka na povlečenie použije amfotémy škrob.

Príklad 4

K disperzii kopolyméru styrénu a esteru kyseliny akrylovej uvedenej v príklade 1 sa pridá 10 % vodný roztok syntetického amfotérneho polyméru, ktorý sa vyrobí reakciou kopolyméru anhydridu kyseliny maleínovej, napríklad anhydridu kyseliny maleínovej a styrénu, s diamínom, napríklad 3-dimetylamino-l-propylamínom.

Príklad 5

Rozstrekovaním sušený prášok z príkladu 1 sa používa pri výrobe pružných cementových zmesí podľa nasledujúcej receptúry.

Rozstrekovaním sušený povlečený prášok polyméru

Cement PZ 45 F

Kremenný piesok (0,1 až 03 mm)

Močovina

Tannoí NHC 9301 (naftalénformaldehydsulfonát) Na - glukonát

Tylóza P 6000 Z2 (éter celulózy) dielov dielov dielov

0,4 dielu

0,2 dielu

0,6 dielu

0,15 dielu

Voda dielov

Príklad 6

Podobným spôsobom ako v príklade 5 sú vybavené povlakom prášky polyméru vyrobené v príklade 2 až 4 za vzniku pružných zmesí s cementom.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Redispergovateľné disperzie polymérov na báze vinylacetátu, styrénu, akrylátu a ich kopolymérov sušené rozstrekovaním, vyznačujúce sa tým, že micely emulzného polyméru vytvárajúce častice polyméru majú povlak z amfotérneho polyméru s výnimkou polyméru na báze kazeínu, pričom celkový stav náboja miccl je nezmenený.
2. Disperzie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že rozstrekovaním sušené emulzné polyméry majú teplotu skleného prechodu od -5 °C do -70 °C.
3. Disperzie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že emulzné polyméry obsahujú aniónové skupiny.
4. Disperzie podľa nároku 3, vyznačujúce sa tým, že aniónovými skupinami sú skupiny vzorca -COOH.
5. Disperzie podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že amfotémy polymér má teplotu skleného prechodu, ktorá je aspoň nad teplotou miestnosti.
6. Disperzie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že teplota skleného prechodu je v rozmedzí od 50 °C do viac ako 130 °C.
7. Disperzie podľa niektorého z nárokov 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že povlaková látka je vytvorená z polysacharidov.
8. Disperzie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že povlaková látka je z amfotémych škrobov.
9. Disperzie podľa jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že povlaková látka je vytvorená z prírodných proteínov.
10. Disperzie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že povlaková látka je vytvorená zo želatíny, pšeničného proteínu, zemiakového proteínu, hrachového proteínu alebo kukuričného proteínu.
11. Disperzie podľa jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúce sa t ý m, že povlaková látka je vytvorená na báze syntetických polymérov.
12. Disperzie podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že povlaková látka je vytvorená z kopolymérov akrylátov a nenasýtených karboxylových kyselín, ktoré obsahujú v bočnom reťazci terciáme amínové alebo kvartéme amóniové skupiny.
13. Disperzie podľa niektorého z nárokov 1 až 12, vyznačujúce sa tým, že povlaková látka pripravená z amfotémeho polyméru je prítomná v množstve od 2 do 10 % hmotnostných, vzťahujúc na pevné častice použitého emulzného polyméru.
14. Spôsob výroby redispergovateľných, rozstrekovaním sušených disperzii podľa niektorého z nárokov 1 až 13, vyznačujúci sa tým, že disperzie polymérov majúce teplotu skleného prechodu od -5 °C do -70 °C, získané emulznou polymerizáciou sa spracujú s roztokom amfotémeho polyméru s vysokou teplotou skleného prechodu ležiacou aspoň nad teplotou miestnosti a sušia rozstrekovaním v prúde horúceho vzduchu na voľne tečúci prášok s nízkym obsahom prachu.
15. Použitie redispergovateľných rozstrekovaním sušených disperzií podľa niektorého z nárokov 1 až 13, na výrobu suchých zmesí pre náterové a povlakové hmoty, a v kombinácii s hydraulicky tuhnúcimi hmotami, na výrobu vysoko ohybných, rozťahujúcich sa povlakov, prekonávajúcich trhliny.