PL196217B1

PL196217B1 - Zastosowanie redyspergowalnej, rozpyłowo suszonej zawiesiny polimeru na osnowie octanu winylu, styrenu, estru kwasu akrylowego i ich kopolimerów

Info

Publication number: PL196217B1
Application number: PL332251A
Authority: PL
Inventors: Martin Haupt; Heinz Axmann
Original assignee: Bcd Rohstoffe F Bauchemie Hand
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2007-12-31
Also published as: CZ102999A3; SK286649B6; PL332251A1; EP0928308B1; ATA169196A; AT403914B; HUP0001646A2; WO1998013411A1; EP0928308A1; HUP0001646A3; AU4444197A; SK36999A3; CZ300278B6; HU229650B1; DE59713021D1

Abstract

1. Zastosowanie redyspergowalnej, rozpylowo suszonej zawiesiny polimeru na osnowie octanu winylu, styrenu, estru kwasu akrylowego i ich kopolimerów, w której micele polimeru emulsyjnego, tworzace rdzen czastki polimeru, wykazuja powloke z polimeru amfoterycznego, z wyjatkiem polimeru amfoterycznego na osnowie kazeinowej, do wytwarzania suchych mieszanek dla mas malarskich i powlokowych oraz, w mieszaninie z masami wiazacymi sie hydraulicznie, do wytwarzania wysoko- elastycznych, rozciagliwych powlok zakrywajacych rysy. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie redyspergowalnej, rozpyłowo suszonej zawiesiny (nazywanej także suchą zawiesiną) polimeru na osnowie octanu winylu, styrenu, estru kwasu akrylowego i ich kopolimerów, w której micele polimeru emulsyjnego, tworzące rdzeń cząstki polimeru, wykazują powłokę z polimeru amfoterycznego, z wyjątkiem polimeru amfoterycznego na osnowie kazeinowej. Pod pojęciem suchych zawiesin rozumie się proszkowate, redyspergowalne środki wiążące, które przez proste zmieszanie z wodą można przekształcić w postać gotową do użycia.

Z opisów patentowych nr EP-A1-0 654,454, EP-A1-0 629 650, EP-A1-0 671 435, DE-A1-40 21 216 i DE-A1-41 18 007 jest znane wytwarzanie suchych zawiesin o niskiej temperaturze zeszklenia dwiema zasadniczo różnymi drogami.

Pierwszą drogę stanowi tak zwany sposób core-shell (powłokowo-rdzeniowy). Według tego sposobu na miękkim rdzeniu polimerowym napolimeryzowuje się podczas polimeryzacji twardy rozpuszczalny w wodzie płaszcz polimerowy.

Druga droga przewiduje po wytworzeniu zawiesiny polimerowej o niskiej temperaturze zeszklenia zastosowanie rozpuszczalnego w wodzie środka powlekającego lub pomocniczego środka rozpylowego, który podczas suszenia rozpyłowego ma zmniejszać kleistość cząstek polimeru lub zapobiegać jej.

Obydwie drogi prowadzą do otrzymywania więcej lub mniej redyspergowalnych suchych zawiesin, przy czym czasem redyspergowalność ulega pogorszeniu przez wymagane stosowanie dużej ilości środka powlekającego. Ponadto, musi być stosowana stosunkowo duża ilość środka powlekającego, która może wynosić do 20-25%, aby podczas suszenia rozpyłowego otrzymać nie zbijający się, wolny od kleju proszek. Duża zawartość środka powlekającego może być szkodliwa, gdyż stosowane środki powlekające najczęściej mają działania uboczne. Pominąwszy pożądane działania uboczne, np. przeprowadzanie w stan ciekły, występują przede wszystkim niepożądane działania uboczne, np. takie jak utrata elastyczności, gdy stosuje się suchą zawiesinę zmieszaną z cementem. Z proszku polimerowego zawierającego środek powlekający tylko z trudem można otrzymać wysokoelastyczne, rozciągliwe powłoki pokrywające pęknięcia.

Zadaniem niniejszego wynalazku było więc zastosowanie nowych suszonych rozpyłowo zawiesin do wytwarzania suchych mieszanek.

Zadanie zrealizowano przez zastosowanie omówionych we wstępie, redyspergowalnych suszonych rozpyłowo zawiesin, do wytwarzania suchych mieszanek dla mas malarskich i powłokowych oraz, w mieszaninie z masami wiążącymi się hydraulicznie, do wytwarzania wysokoelastycznych, rozciągliwych powłok zakrywających rysy.

Przedmiot wynalazku rozwiązuje problemy, występujące w dotychczasowym stanie techniki, dzięki zastosowaniu polimeru amfoterycznego jako środka powłokowego. Ten amfoteryczny środek powłokowy, który różni się od anionowych środków powłokowych opisanych w stanie techniki, rozmieszcza się na ujemnie naładowanej miceli polimerowej, przy czym stan całkowitego ładunku miceli nie ulega zmianie i dzięki temu micela pozostaje stabilna. Natomiast, gdy zgodnie ze stanem techniki zastosuje się odpowiednie anionowe naładowane środki powłokowe i anionowo naładowane lub też obojętne polimery, wówczas następuje odpychanie ujemnych ładunków i proces powlekania może zachodzić dopiero przy większych stężeniach. Następuje on dopiero wtedy, gdy kilka miceli połączy się już w większe agregaty. Rozumie się, że do tego jest potrzebna większa ilość środka powłokowego. Takie agregaty są później trudniej redyspergowalne, na co już zwrócono uwagę.

Wchodzące do zastosowania według wynalazku polimery emulsyjne korzystnie wykazują niskie temperatury zeszklenia w zakresie od -5°C do -70°C i korzystnie polimery zawierają grupy anionowe, jak np. -COOH.

Na zastosowane według wynalazku środki powłokowe nadają się jako polimery amfoteryczne zwłaszcza polimery o wysokiej temperaturze zeszklenia, która plasuje się przynajmniej powyżej temperatury pokojowej a zwłaszcza mieści się w zakresie od 50°C do powyżej 130°C. Wchodzą tutaj w grę zarówno polimery naturalne jak i syntetyczne, np. polisacharydy, proteiny naturalne i kopolimery estrów kwasu akrylowego, nienasyconych kwasów karboksylowych i tym podobnych z trzeciorzędowymi lub czwartorzędowymi grupami amoniowymi w łańcuchu bocznym. Spośród polisacharydów korzystne są skrobie amfoteryczne. Jako proteiny naturalne wchodzą w grę zwłaszcza kazeina, żelatyna, proteina pszeniczna, proteina ziemniaczana, proteina grochowa i proteina kukurydziana.

PL 196 217B1

Środek powłokowy korzystnie jest zbudowany na osnowie polimerów syntetycznych, zwłaszcza jest zbudowany z kopolimerów estrów kwasu akrylowego i nienasyconych kwasów karboksylowych o zawartości trzeciorzędowych lub czwartorzędowych grup amoniowych w łańcuchu bocznym.

Stosowane według wynalazku polimery amfoteryczne, zgodnie ze swoim przeznaczeniem, mogą występować w postaci rozpuszczalnej w wodzie, np. jako sole sodowe, w wyniku czego w przypadku zastosowania suchych zawiesin według wynalazku w kombinacji z mieszaniną cementową może być spowodowany skutek dodatkowy, taki jak zagęszczenie, rozcieńczenie, opóźnienie, przyspieszenie itp.

Według wynalazku polimer amfoteryczny stosuje się w ilości od 2 do 10%, odnoszącej się do substancji stałej zastosowanego polimeru o niskiej temperaturze zeszklenia.

W celu wytworzenia redyspergowalnej suchej zawiesiny dodaje się do otrzymanej z polimeryzacji emulsyjnej zawiesiny polimeru o niskiej temperaturze zeszklenia roztwór polimeru amfoterycznego i suszy rozpyłowo w tradycyjny sposób w wieży rozpyłowej na najdrobniejszy proszek.

Niespodziewane jest to, że według wynalazku już z tak małą ilością jak 2% dodatku polimeru amfoterycznego można osiągnąć zadowalające wyniki w suszeniu rozpyłowym zawiesin polimerowych, w porównaniu z 20% lub więcej w wykonaniu metodami według stanu techniki. W każdym razie dodatek 10% polimeru amfoterycznego wystarcza do otrzymania całkowicie wolnych od kleju zawiesin, łatwo ulegających suszeniu rozpyłowemu.

Dla zastosowanych według wynalazku redyspergowalnych suchych zawiesin szczególnie korzystne jest wprowadzanie kazeiny lub kazeinianu sodu jako amfoterycznego środka powlekającego, gdyż w kombinacji z mieszaninami cementowymi tworzą one nierozpuszczalny w wodzie, ale elastyczny kazeinian wapnia. Dzięki możliwemu według wynalazku zastosowaniu niskich stężeń amfoterycznego środka powlekającego nie wywiera się już istotnego wpływu na formowanie produktu końcowego. Można np. formować wysokoelastyczne układy pokrywające pęknięcia w niskich temperaturach, które dotychczas można było otrzymywać tylko przy użyciu ciekłych zawiesin. Dodatkową zaletę suchych zawiesin według wynalazku stanowi stosowanie protein jako polimerów amfoterycznych, tworzących w końcowym zestawie, np. w mieszaninie z cementem, trudno rozpuszczalne związki wapnia, które z ich strony są wodoodporne, ale same są jeszcze w pewnym stopniu elastyczne. Dodatkowo takie substancje działają silnie upłynniające.

Niżej podane przykłady objaśniają wynalazek, nie ograniczając jego zakresu.

P r z y k ł a d 1

Na drodze polimeryzacji emulsyjnej otrzymano stabilizowaną anionowo zawiesinę kopolimeru styrenu z estrem kwasu akrylowego zawierającego grupy kwasu akrylowego (o temperaturze zeszklenia Tz -15°C) i mieszając wkroplono ją powoli do 10% roztworu kazeinianu sodu. W celu nastawienia lepkości dodano do roztworu kazeinianu sodu 4% mocznika. Zawiesinę rozcieńczono wodą i wysuszono rozpyłowo przy temperaturze wlotowej 135°C i temperaturze wylotowej 95°C na wolny od kleju, drobny proszek.

P r z y k ł a d 2

Powtórzono sposób postępowania z przykładu 1, z tą różnicą, że jako polimer amfoteryczny zastosowano zamiast kazeinianu sodu proteinę pszeniczną.

P r z y k ł a d 3

Powtórzono sposób postępowania z przykładu 1, z tą różnicą, że jako amfeteryczny środek powlekający użyto zamiast roztworu kazeinianu sodu skrobię amfoteryczną.

P rz y k ł a d 4

Do wymienionej w przykładzie 1 zawiesiny kopolimeru styrenu z estrem kwasu akrylowego dodano 10% roztwór wodny syntetycznego polimeru amfoterycznego, który otrzymano przez reakcję kopolimeru bezwodnika kwasu maleinowego, np. (bezwodnika kwasu maleinowego) - styrenu, z diamina, np. z dimetyloamino-1-propyloaminą.

P r z y k ł a d 5

Otrzymany przez suszenie rozpyłowe proszek z przykładu 1 użyto do wytworzenia elastycznej kombinacji cementowej według następującej receptury:

otrzymany przez suszenie rozpyłowe, powleczony proszek polimerowy 30 części cement PZ 45F 40 części piasek kwarcowy (0,1®0,3 mm) 60 części mocznik 0,4 części tannol NHC 9301

PL 196 217B1 (naftalenoformaldehydosulfonian) 0,2 części glukonian Na 0,6 części tyloza P 6000 eter celulozowy) 0,15 części woda 65 części

P r z y k ł a d 6

W podobny sposób jak w przykładzie 5, wytworzone w przykładach 2-4 proszki polimerowe zastosowano do otrzymania elastycznych kombinacji cementowych.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zastosowanie redyspergowalnej, rozpyłowo suszonej zawiesiny polimeru na osnowie octanu winylu, styrenu, estru kwasu akrylowego i ich kopolimerów, w której micele polimeru emulsyjnego, tworzące rdzeń cząstki polimeru, wykazują powłokę z polimeru amfoterycznego, z wyjątkiem polimeru amfoterycznego na osnowie kazeinowej, do wytwarzania suchych mieszanek dla mas malarskich i powłokowych oraz, w mieszaninie z masami wiążącymi się hydraulicznie, do wytwarzania wysokoelastycznych, rozciągliwych powłok zakrywających rysy.
2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że rozpyłowo suszone polimery emulsyjne wykazują temperatury zeszklenia w zakresie od -5°C do -70°C.
3. Zastosowanie według zastrz. 2, znamienne tym, że polimery emulsyjne wykazują grupy anionowe.
4. Zastosowanie według zastrz. 3, znamienne tym, że grupami anionowymi są grupy -COOH.
5. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że tworzący powłokę polimer amfoteryczny wykazuje temperaturę zeszklenia, która mieści się w zakresie od 50°C do powyżej 130°C.
6. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że środek powłokowy jest zbudowany z polisacharydów.
7. Zastosowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że środek powłokowy jest zbudowany ze skrobi amfoterycznych.
8. Zastosowanie według zastrz. 5, znamienne tym, że środek powłokowy jest zbudowany z protein naturalnych.
9. Zastosowanie według zastrz. 8, znamienne tym, że środek powłokowy jest zbudowany z żelatyny, proteiny pszenicznej, proteiny ziemniaczanej, proteiny grochowej lub proteiny kukurydzianej.
10. Zastosowanie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że proteina występuje w postaci rozpuszczalnej w wodzie.
11. Zastosowanie według zastrz. 10, znamienne tym, że proteina występuje w postaci soli sodowej.
12. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że środek powłokowy jest zbudowany na osnowie polimerów syntetycznych.
13. Zastosowanie według zastrz. 12, znamienne tym, że środek powłokowy jest zbudowany z kopolimerów estrów kwasu akrylowego i nienasyconych kwasów karboksylowych o zawartości trzeciorzędowych lub czwartorzędowych grup amoniowych w łańcuchu bocznym.
14. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że środek powłokowy z polimeru amfoterycznego występuje w ilości 2-10% wagowych, w odniesieniu do substancji stałej zastosowanego polimeru emulsyjnego.