USO DE COMPOSTOS DE ÓXIDO DE SILÍCIO COMO ADJUVANTE DE FLUÊNCIA NA PRODUÇÃO DE RESINAS SÓLIDAS DE ACETATO DE
POLIVINILA A invenção refere-se ao uso de compostos de óxido de silicio como adjuvante de fluência na produção de resinas sólidas de acetato de polivinila.
Por resinas sólidas são entendidos neste pedido polimeros de acetato de vinila, que se apresentam em forma sólida e que são produzidos por meio de polimeri zação em massa ou polimerização em suspensão. As resinas sólidas de acetato de polivinila, obteníveis por meio de polimerização em massa, encontram utilização, particularmente, na produção de massa de goma de mascar, enquanto as resinas sólidas de acetato polivinilico, produzidas por meio de polimerização em suspensão, encontram aplicação na produção de corpos moldados, adesivos, vernizes ou como aditivos de baixo perfil "low-profile". O desvantajoso é que as resinas sólidas de acetato de polivinila, que se apresentam, em geral, na forma de péletes ou como pó, tendem à aglomeração, devido à sua temperatura de transição de vidro Tg relativamente baixa ou sua aderência de superfície e acúmulo carga elétrica, o que dificulta o uso das resinas sólidas de acetato de polivinila como matérias primas para um processamento adicional. Por esse motivo, o limite de armazenamento de resinas sólidas de acetato de polivinila já é : alcançado a uma temperatura de cerca de 25°C.
Do âmbito dos pós de polimero redispersiveis em água é conhecido aperfeiçoar seu comportamento de fluência pela adição de agentes antiaglomeração. Pós de polimero redispersiveis, por exemplo, na base de acetato de polivinila, são obtidos polimerizando-se em. meio aquoso e secando-se a dispersão de polímero, após a adição de colóide de proteção solúvel em água, normalmente, álcool de polivinila. Por esse motivo, as partículas de polímero se apresentam com um envoltório de colóide de proteção relativamente "duro", que, por um lado, garante a redispersibilidade em água, mas, além disso, impede a aglomeração, de modo que esses pós podem permanecer estáveis no armazenamento até temperaturas de 60°C. Como agente antiaglomeração para pós de polímero redispersiveis, é recomendada no documento DE 197 32 333 Al uma mistura de ácido silícico hidrofílico e hidrofóbico. Nos documentos DE 195 45 608 A e DE 103 17 882 Al é recomendada uma pluralidade de agentes anti-aglomeração para pós de polímero redispersiveis, tal como carbonatos, talco, giz, ácio silícico, caulim, ácido silícico modificado hidrofobicamente e óxido de silício modificado hidrofobicamente.
No documento DE 102 51 790 Al é mostrado que resinas sólidas relativamente hidrofílicas, tal como poliamidas, não apresentam formação de grumos com ácido silícico que foi tornado hidrofóbico, enquanto que com ácido silícico hidrofílico é obtido um pó grumoso.
Existia, portanto, a tarefa de modificar resinas sólidas de acetato de polivinila de tal modo que essas desvantagens possam ser superadas. A invenção refere-se ao uso de compostos de óxido de silício hidrofílico do grupo que compreende talco e ácido silícico pirogênico como adjuvante de fluência na produção de resinas sólidas de acetato de polivinila.
Compostos de óxido de silicio hidrofilico são entendidos como compostos que, em comparação com compostos puramente oxidicos, tal como, por exemplo, corúndio, apresentam um caráter mais hidrofilico. Compostos de óxido de silicio apropriados são talco e ácido silicico pirogênico. Os compostos de óxido de silicio são usados em uma quantidade de 0,01 a 5,0% em peso, de preferência, 0,01 a 0,5% em peso, em cada caso,com relação à resina sólida.
As resinas sólidas de acetato de polivinila podem ser produzidas de modo em si conhecido, de acordo com o processo de polimerização em massa. Nesse processo, não é adicionado nenhum solvente à fusão para reduzir a viscosidade. São usados agentes de regulação, que servem para ajuste do peso molecular. Normalmente, os mesmos podem ser acetona, isopropanol ou também acetaldeído.
Depois da polimerização, o produto formado como fusão é refrigerado através de banhos de refrigeração ou sob água e, subseqüentemente, moldado para péletes ou pastilhas, normalmente, com um diâmetro de 3 a 4 mm. O composto de óxido de silicio é adicionado à corrente de péletes, de preferência, depois da peletização, por exemplo, através de um prato dosificador. Na polimerização em massa são formadas resinas sólidas de acetato polivnilico de molecularidade relativamente baixa, com um peso molecular em média de peso Mw, de preferência, de 10.000 a 20.000.
De preferência, às resinas sólidas de acetato de polivinila, obtidas por meio de polimerização em massa, é adicionado talco como adjuvante de fluência.
As resinas sólidas de acetato de polivinila também podem ser produzidas por meio de polimerização em suspensão em meio aquoso. Pela adição de um colóide de proteção apropriado, por exemplo, álcool de polivinila, polivinilpirrolidona, celulose e materiais de enchimento hidrofilicos, tal como CaC03, a goticula de monômero é estabilizada e polimeriza-se totalmente. O tamanho da gota pode ser ajustado e varia, normalmente, na ordem de tamanho menor que 3 mm, sendo que o âmbito preferido situa-se de 0,2 a 2 mm, e o âmbito melhor, de 0,5 a 1,5 mm.
As partículas de acetato de polivinila dispersas em água são subseqüentemente centrifugadas e o polímero obtido desse modo, que ainda contém cerca de 10% em peso de água residual, é secado para um pó, de preferência, por secagem em leito fluidizado. É particularmente preferida a secagem com um secador de cabelo. Nos polimerização em suspensão o composto de óxido de silício é misturado ao produto de centrifugação que contém água, antes da secagem do mesmo. Na polimerização em suspensão são obtidas resinas sólidas de acetato de polivinila com pelo molecular relativamente alto, com um peso molecular em média peso Mw/ de preferência, de 100.000 a 500.000.
De preferência, às resinas sólidas de acetato de polivinila, obtidas por meio de polimerização em suspensão, é adicionado ácido silícico pirogênico como adjuvante de fluência.
Os exemplos abaixo servem para a explicação adicional da invenção: Exemplo 1: Foram testadas duas resinas sólidas de acetato de polivinila, que foram produzidas, em cada caso, de acordo com o processo de polimerização em massa: Vinnapas B 1.5 sp, com um peso molecular Mw de cerca de 10.000 e Vinnapas B5 sp. , com um peso molecular Mw de cerca de 20.000. Nas duas resinas sólidas, foi medido durante a peletização, 0,1% em peso de talco, em cada caso, com relação ao peso da resina sólida. Para comparação, as duas resinas sólidas foram peletizadas sem adição de talco. A tendência à aglomeração foi testada do seguinte modo: Em cada caso, 100 g das resinas sólidas foram acondicionados em sacos de polietileno com tamanho de 10 cm x 10 cm e os sacos foram soldados. Subsequentemente, os sacos foram armazenados a 30°C por 5 horas e carregados, em cada caso, com um peso de 5 kg. A tendência à aglomeração foi julgada qualitativamente e avaliada de acordo com o sistema de avaliação: 1 = sem aglomeração até 6 = forte aglomeração.
Os resultados estão resumidos na tabela 1: Com isso, foi constatado que mesmo quantidades muito pequenas de talco influenciam de modo muito positivo o comportamento de armazenamento de resinas sólidas de baixa molecularidade. A tendência à aglomeração é reduzida drasticamente, mesmo a armazenamentos acima da temperatura ambiente.
Exemplo comparativo 2: Procedeu-se tal como no exemplo 1, com: a diferença de que durante a peletização foi adicionado 0,1% em peso de caulim. Para comparação, as duas resinas sólidas também foram peletizadas sem adição de adjuvante de fluência.
Os resultados estão resumidos na tabela 2.
Mostrou-se que mesmo com adjuvantes de fluência relativamente hidrofilicos, tal como caulim (silicato de alumínio), que não pertencem ao grupo que compreende ácido silícico e talco (silicato de magnésio), não pôde ser obtido nenhum aperfeiçoamento da tendência à aglomeração.
Exemplo 3: Foram testadas duas resinas sólidas de acetato de polivinila, que foram produzidas, em cada caso, de acordo com o processo de polimerização em suspensão: Vinnapas UW 1, com um peso molecular Mw de cerca de 100.000 e Vinnapas UW 10, com um peso molecular Mw de cerca de 350.000. Às duas resinas sólidas, foram adicionados, depois da centrifugação e antes da secagem em leito fluidizado, 0,2% em peso de ácido silícico pirogênico (Wacker HDK V15), em cada caso, com relação ao peso da . resina sólida. Para comparação, as duas resinas sólidas também foram secadas sem adição de ácido silicico pirogênico.
Na secagem em leito fluidizado com secador de cabelo foi constatado que a eficiência de secagem nos polímeros de suspensão modificados com ácido silicico pirogênico pode ser aumentada de 200 kg/h para 300 a 600 kg/h. A tendência à aglomeração foi testada do seguinte modo : Em cada caso, 100 g das resinas sólidas foram acondicionados em sacos de polietileno com tamanho de 10 cm x 10 cm e os sacos foram soldados. Subseqüentemente, os sacos foram armazenados a 50°C por 5 horas e, em cada caso, carregados com um peso de 5 kg. A tendência à aglomeração foi julgada qualitativamente e avaliada de acordo com o sistema de avaliação: 1 = nenhuma aglomeração até 6 = forte aglomeração.
Os resultados estão resumidos na tabela 3: Com isso, foi constatado que já quantidades muito pequenas de ácido silicico pirigênico influenciam de modo muito positivo o comportamento de armazenamento de resinas sólidas de baixa molecularidade. A tendência à aglomeração é reduzida drasticamente, mesmo a armazenamentos nitidamente acima da temperatura ambiente.
Exemplo comparativo 4: Procedeu-se tal como no exemplo 1, com a diferença de que durante a peletização foi adicionado 0,1% em peso de ácido silicico hidrófobo (Aerosil1 R 812). Para comparação, as duas resinas sólidas também foram peletizadas sem adição de adjuvante de fluência.
Os resultados estão resumidos na tabela 4.
Os resultados mostram que com ácido silicico hidrófobo o comportamento de armazenamento das resinas sólidas de acetato de polivinila praticamente não é aperfeiçoado.