CZ288971B6

CZ288971B6 - Redispergovatelná disperzní práąková kompozice, z ní vyrobitelné vodné polymerní disperze a jejich pouľití

Info

Publication number: CZ288971B6
Application number: CZ19982265A
Authority: CZ
Inventors: Reiner Dr. Figge; Harald Dr. Zeh; Rudolf Dr. Weissgerber
Original assignee: Wacker-Chemie Gmbh
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2001-10-17
Also published as: CN1078599C; DE19601699A1; ES2138441T3; CN1208427A; PL186209B1; KR100275289B1; CZ226598A3; US6242512B1; EP0874871A1; ATE184296T1; KR19990077261A; PL327856A1; WO1997026295A1; DE59700412D1; TW467939B; JPH11503790A; EP0874871B1; JP3786968B2

Abstract

Redispergovateln disperzn pr kov kompozice, obsahuje a) ve vod nerozpustn² z kladn polymer s teplotou skeln ho p°echodu -60 .degree.C a +80 .degree.C ze skupiny homo- a kopolymer vinylester , ester kyseliny akrylov , ester kyseliny metakrylov , styrenu a vinylchloridu nebo sm s uveden²ch z kladn ch polymer , b) 2 a 40 % hmotnostn ch, vzta eno na z kladn polymer, ve vod rozpustn ho rozd lovac ho ochrann ho koloidu, c) 0 a 30 % hmotnostn ch, vzta eno na celkovou hmotnost polymern ch komponent, prost°edku proti tvorb blok , p°i em jako slo ku b) obsahuje neneutralizovan homo- nebo kopolymery olefinicky nenasycen²ch mono- nebo dikarboxylov²ch kyselin nebo jejich anhydrid , nebo ste n neutralizovan homopolymery olefinicky nenasycen²ch mono- nebo dikarboxylov²ch kyselin nebo jejich anhydrid , nebo ste n neutralizovan kopolymery olefinicky nenasycen²ch mono- nebo dikarboxylov²ch kyselin nebo jejich anhydrid s obsahem kyseliny v ce ne 80 % molov²ch v p° pad kopolyme\

Description

(57) Anotace:

Redispergovatelná disperzní prášková kompozice, obsahuje

a) ve vodě nerozpustný základní polymer s teplotou skelného přechodu -60 °C až +80 °C ze skupiny homo- a kopolymerů vinylesterů, esterů kyseliny akrylové, esterů kyseliny metakrylové, styrenu a vinylchloridu nebo směs uvedených základních polymerů,

b) 2 až 40 % hmotnostních, vztaženo na základní polymer, ve vodě rozpustného rozdělovacího ochranného koloidu,

c) 0 až 30 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost polymemích komponent, prostředku proti tvorbě bloků, přičemž jako složku b) obsahuje neneutralizované homo- nebo kopolymery olefinicky nenasycených mono- nebo dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů, nebo částečně neutralizované homopolymery olefinicky nenasycených mononebo dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů, nebo částečně neutralizované kopolymery olefinicky nenasycených mono- nebo dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů s obsahem kyseliny více než 80 % molových v případě kopolymerů s alkeny se 3 až 12 uhlíkovými atomy nebo styrenem a obsahem kyseliny 50 až 99 % molových v případě ostatních kopolymerů, přičemž molekulová hmotnost uvedeného polymeruje menší nebo rovná 250 000 g/mol, stanoveno jako hmotnostní průměr a hodnota pH vodné redisperze přípravku disperzního práškuje nižší než 4,5. Použiti redispergovatelné disperzní práškové kompozice a vodné polymerní disperze vyrobitelné z disperzní práškové kompozice jako pojivá v lepidlech, omítkách, barvách.

Redispergovatelná disperzní prášková kompozice, z ní vyrobitelné vodné polymemí disperze a jejich použití

Oblast techniky

Vynález se týká redispergovatelné disperzní práškové kompozice polymeru na bázi směsi ve vodě nerozpustného polymeru tvořícího film a ve vodě rozpustného ochranného rozdělovacího koloidu, který se může změnou pH dezaktivovat. Dále se vynález týká vodných polymemích disperzí, které je možné z prášku polymeru vyrobit.

Dosavadní stav techniky

Disperzní prášky se používají již řadu let obzvláště v oblasti stavebnictví k zušlechtění plastickými hmotami hydraulicky pojících systémů jako v omítkách, barvách a lepicích prostředcích. Přídavkem nebo použitím redispergovatelných prášků plastických hmot v takových systémech se dosahuje podstatného zlepšení vlastností jako přilnavost, odolnost proti otěru, odolnost proti vrypu a pevnost v tahu při ohybu. Velkou výhodou disperzních prášků oproti stejně alternativně použitelným kapalným disperzím polymeru je mezi jiným vysoká stálost při skladování bez přísad konzervačních prostředků a odolnost suchých práškovitých směsí proti mrazu.

Dosud známé disperzní prášky obsahují ve vodě rozpustné ochranné rozdělovači koloidy, které se k zasychajícím disperzím polymeru přidávají zpravidla před sušením rozprašováním a které mají zabránit tvorbě filmu základního polymeru, který je podstatou disperzního prášku, příkladně během procesu sušení a mají umožnit redispergaci prášku polymeru ve vodě.

Převážně se jako ochranné koloidy používají polyvinylalkoholy. Příklady pro ně jsou popsány příkladně v EP-A 149 098 (US-A 4 859 751). Disperzní prášky, které jako ochranné rozdělovači koloidy obsahují ve vodě rozpustné soli kondenzátorů kyseliny fenolsulfonové - formyldehyd, jsou známé z EP-A 407 889 (US-A 5 225 478). Použití přírodních látek jako ochranných rozdělovačích koloidů, jako jsou dextriny nebo ethery škrobu a použití disperzních prášků tohoto druhu v lepidlech a hydraulicky vytvrzovaných pojivech je známo zEP-A 134 451. EP-A 467 103 (US-A 5 342 897) popisuj výrobu disperzních prášků rozstřikovacím sušením disperzí polymerů, které obsahují ve vodě rozpustné kopolymery nenasycených kyselin nebo jejich anhydridy a alkeny nebo styren.

Uvedené, ve vodě rozpustné ochranné koloidy zabraňují předčasné tvorbě filmu polymeru během sušení disperze a umožňují redispergaci (to znamená dalekosáhlý rozpad na primární částice základní disperze) suchého polymemího prášku ve vodě. Při mnoha použitích však působí ochranné koloidy použité ve známých disperzních prášcích negativně na vlastnosti produktu. Na základě charakteru ochranného koloidu ve vodě rozpustných rozdělovačích pomocných prostředků se může příkladně projevit při použití dříve uvedených disperzních prášků jako pojiv v lepidlech, jejichž lepivost je v důsledku podílů ochranného rozdělovacího koloidu negativně ovlivněna, případně zcela vymizí.

V nátěrových barvách a omítkách mohou ve vodě rozpustné rozdělovači ochranné koloidy silně negativně ovlivnit odolnost proti vodě.

Vynález si proto klade za úkol dát k dispozici ve vodě redispergovatelnou disperzní kompozici, u které se může účinek použitého ochranného rozdělovacího koloidu při použití cíleně odstraňovat.

Podstata vynálezu

Nyní bylo překvapivě objeveno, že tento úkol je možné řešit použitím nízkomolekulámích, ve vodě rozpustných polymerů na bázi kyseliny akrylové, metakrylové nebo maleinové, případně jejího anhydridů, jako rozdělovačích ochranných koloidů.

Předmětem vynálezu je redispergovatelná disperzní prášková kompozice, obsahující

a) ve vodě nerozpustný základní polymer tvořící film s teplotou skelného přechodu -60 °C až +80 °C ze skupiny homo- a kopolymerů vinylesterů, esterů kyseliny akrylové, esterů kyseliny metakrylové, styrenu a vinylchloridu nebo směs uvedených základních polymerů,

c) 0 až 30% hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost polymemích komponent, prostředku proti tvorbě bloků, přičemž jako složku b) obsahuje neneutralizované homo- nebo kopolymery olefínicky nenasycených mono- nebo dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů, nebo částečně neutralizované homopolymery olefínicky nenasycených mono- nebo dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů, nebo částečně neutralizované kopolymery olefínicky nenasycených mono- nebo dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů s obsahem kyseliny více než 80 % molových v případě kopolymerů s alkeny se 3 až 12 uhlíkovými atomy nebo styrenem a obsahem kyseliny 50 až 99 % molových v případě ostatních kopolymerů, přičemž molekulová hmotnost uvedeného polymeru je menší nebo rovná 250 000 g/mol, stanoveno jako hmotnostní průměr a hodnota pH vodné redisperze přípravku disperzního prášku je nižší než 4,5.

Vinylestery homo- nebo kopolymerů vhodné jako složka a) obsahují jednu nebo několik monomemích jednotek ze skupiny vinylesterů nerozvětvených nebo rozvětvených karboxylových kyselin s 1 až 18 uhlíkovými atomy. Vhodnými polymery esterů kyseliny (met)akrylové jsou homo- a kopolymery kyseliny akrylové a metakrylové s nerozvětvenými nebo rozvětvenými alkoholy s 1 až 18 uhlíkovými atomy.

Výhodnými vinylestery jsou vinylacetát, vinylpropionát, vinylbutyrát, vinyl-2-ethylhexanoát, vinyllaurát, 1-methylvinylacetát, vinylpivalát a vinylestery α-rozvětvených monokarboxylových kyselin s 5 nebo 9 až 10 uhlíkovými atomy, označované W5^R, VeoVa9^R nebo VeoValO^R. Obzvláště výhodný je vinylacetát.

Výhodnými estery kyseliny metakrylové nebo kyseliny akrylové jsou methylakrylát, methylmetakrylát, ethylakrylát, ethylmetakrylát, propylakrylát, propylmetakrylát, n-butylakrylát, n-butylmetakrylát, iso-butylakrylát, iso-butylmetakrylát, t-butylakrylát, t-butylmetakrylát, 2-ethylhexylakrylát, 2-ethylhexylmetakrylát. Obzvláště výhodné jsou methylakrylát, methylmetakrylát, n-butylakrylát a 2-ethylhexylakrylát.

Příklady vhodných vinylesterových polymerů jsou:

vinylesterové homopolymery jako homopolymer vinylacetátu; kopolymery vinylester-ethylen jako kopolymery vinylacetátethylen s obsahem ethylenu 1 až 60 % hmotnostních;

kopolymery vinylester-ethylen-vinylchlorid jako kopolymer vinylacetát-ethylen-vinylchlorid s obsahem ethylenu 1 až 40 % hmotnostních a obsahem vinylchloridu 20 až 80 % hmotnostních;

-2CZ 288971 B6 kopolymery vinylacetátu s 1 až 50 % hmotnostních jednoho nebo několika kopolymerovatelných vinylesterů jako je vinyllaurát, vinylpivalát, ester kyseliny vinyl-2-ethylhexanové, vinylester karboxylové kyseliny rozvětvené v α-poloze, obzvláště vinylester kyseliny vertsatikové (VeoVa9^R, VeoVal0^R), které případně obsahují ještě 1 až 40 % hmotnostních ethylenu;

kopolymery vinylester-ester kyseliny akrylové se 30 až 90 % hmotnostních vinylesterů, obzvláště vinylacetátu, a 1 až 60 % hmotnostních esteru kyseliny akiylové, obzvláště n-butylakrylátu nebo 2-ethylhexylakrylátu, které ještě případně obsahují 1 až 40 % hmotnostních ethylenu;

kopolymery vinylester-ester kyseliny akrylové se 30 až 75 % hmotnostních vinylacetátu, 1 až 30 % hmotnostních vinyllaurátu nebo vinylesterů α-rozvětvené karboxylové kyseliny, obzvláště vinylesterů kyseliny versatikové, 1 až 30 % hmotnostních esteru kyseliny akrylové, obzvláště n-butylakrylátu nebo 2-ethylhexyakrylát, které případně ještě mohou obsahovat 1 až 40 % hmotnostních ethylenu;

kopolymery vinylesterů s estery kyseliny maleinové nebo filmařové jako diisopropyldi-n-butyl-, di-t-butyl-, di-ethylhexyl-, methyl-t-butylester, příkladně kopolymery vinylacetátu s 10 až 60 % hmotnostních jednoho nebo několika uvedených esterů kyseliny maleinové/fumarové, které případně obsahují ještě ethylen nebo další kopolymerovatelné vinylestery jako vinyllaurát nebo vinylester kyseliny versatikové.

Příklady vhodných polymerů kyseliny (met)akrylové jsou:

homopolymery n-butylakiylátu nebo 2-ethylhexylakrylátu;

kopolymery se 35 až 65 % hmotnostních methylmetakrylátu, 65 až 35 % hmotnostních n-butylakrylátu a/nebo 2-ethylhexylakrylátu.

Příklady vinylchloridových polymerů jsou vedle výše uvedených kopolymerů vinylester/vinylchlorid kopolymery vinylchlorid-ethylen.

Příklady styrenových polymerů jsou kopolymery styrenbutadien a kopolymery styren-estery kyseliny akrylové jako styren-butylakrylát nebo styren-2-ethylhexylakrylát s obsahem styrenu vždy 1 až 70 % hmotnostních.

Jmenované polymery případně ještě obsahují 0,05 až 30,0 % hmotnostních, s výhodou 0,5 až 15 % hmotnostních, vždy vztaženo na celkovou hmotnost polymeru, jednu nebo několik pomocných monomemích jednotek ke zlepšení rozpustnosti ve vodě, kzesítění nebo k modifikaci přilnavosti.

Vhodnými pomocnými monomery ke zlepšení rozpustnosti ve vodě jsou příkladně α,β-monoethylenicky nenasycené mono- a dikarboxylové kyseliny a jejich amidy, jako kyseliny akrylová, metakrylová, melainová, fumarová, akrylamid, metaakrylamid, ethylenicky nenasycené sulfonové kyseliny případně jejich soli, s výhodou kyselina vinylsulfonová, 2-akrylamidopropansulfonát a/nebo N-vinylpyrrolidon.

Monomemí jednotky způsobující zesítění jsou s výhodou v polymeru obsaženy v množství 0,5 až 5,0 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost polymeru. Příklady jsou zde N-methylolakrylamid, N-methylolmetakrylamid; N-(alkoxymethyl)amidy nebo N-(alkoxymethyl)metakrylamidy s jedním lkylovým zbytkem s 1 až 6 uhlíkovými atomy, jako N-(isobutoxymethyl)-akrylamid (IBMA), N-(isobutoxymethyl)-metakrylamid (IBMMA), N-(n-butoxymethyl)-akrylamid (NBMA), N-(n-butoxymethyl)-metaakrylamid (NBMMA); vícenásobně ethylenicky nenasycené komonomery jako ethylenglykoldiakrylát, 1,3-butylenglykoldiakrylát, 1,4-butylglykoldiakrylát, propylenglykodiakrylát, divinyladipát, divinylbenzen, vinylmetakrylát, vinylakrylát, allyl

-3CZ 288971 B6 metakiylát, allylakiylát, diallylmaleát, diallylftalát, diallylfumarát, methylenbisakiylamid, cyklopentadienylakrylát nebo triallylkyanurát.

Vhodné komonomemí jednotky k modifikaci přilnavosti jsou příkladně hydroxyalkylestery kyseliny metakrylové a kyseliny akrylové jako hydroxyethyl-, hydroxypropyl- nebo hydroxybutylakrylát nebo metakrylát a rovněž sloučeniny jako diacetnakrylamid a acetylacetoxyethylakiylát nebo metaakiylát.

Výroba uvedených, radikálově polymerovatelných ve vodě nerozpustných polymerů se provádí s výhodou způsobem emulzní polymerace v teplotním rozmezí od 0 do 100 °Č a iniciuje se ve vodě rozpustnými látkami uvolňujícími radikály, obvykle používanými pro emulzní polymerace. Jako dispergační prostředky se mohou nasadit všechny emulgátory obvykle používané pro emulzní polymerace. Polymerace se provádí při pH s výhodou 2 až 7. Před sušením se disperze s výhodou upraví na obsah pevné látky 20 až 65 %.

Jako složka b) se s výhodou použije homo- nebo kopolymer kyseliny akrylové, metakrylové nebo (anhydrid) kyseliny maleinové, obzvláště kyselina polyakrylová nebo polymetakrylová. Výhodné jsou dále kopolymery s jednotkami kyseliny akrylové, metakrylové nebo (anhydridu) kyseliny maleinové a jednotky s nimi kopolymerovatelných monomerů, obzvláště s uplatněním požadavku, aby podíl kyseliny v těchto kopolymerech činil více jak 80 % molových. Příklady kopolymerovatelných monomerů jsou alkeny jako ethylen, propylen, vinylaromáty jako styren, esteiy kyseliny akrylové jako butylakrylát, estery kyseliny metakrylové jako methylmetakrylát, alkylvinylethery jako methylvinylether, metakrylamid a akrylamid. Výhodnými komonomery jsou estery kyseliny (met)akrylové, alkylvinylethery a (met)akrylamid. Příklady výhodných kopolymerů jsou kopolymery kyselina maleinová/methylvinylether, kyselina metakrylová/methylmetaakrylát a kyselina metakrylová/akiylamid. Mohou se použít také směsi uvedených homo- a kopolymerů.

Molekulové hmotnosti uvedených polymerů činí < 250 000 g/mol, s výhodou < 150 000; obzvláště výhodně činí molekulová hmotnost 5000 až 50 000 g/mol, stanoveno jako střed hmotnosti, příkladně pomocí gelové permeační chromatografie.

Polymery popsané jako složka b) se obvykle vyrábějí způsoby odborníkům známými, příkladně roztokovou polymerací nebo polymerací ve hmotě. Často jsou také tyto polymery k dostání v obchodě.

Podíl složky b) v přípravku disperzního prášku činí s výhodou od 2 do 40 % hmotnostních, obzvláště výhodně 5 až 25 % hmotnostních, vztaženo na základní polymer.

Příklady antiblokačních prostředků (složka c) jsou jemně umleté křemičitany hliníku, křemelina, pyrogeně vyráběný oxid křemičitý, srážená kyselina křemičitá, koloidní silikagel, mikro-silika, kaolin, infuzoriová hlinka, uhličitan vápenatý a hydrokřemičitany hořčíku. Podíl antiblokačních prostředků činí s výhodou 4 až 20 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost polymemích součástí.

Přípravek disperzního prášku může podle požadované oblasti použití obsahovat případně ještě další přísady.

Pro použití jako lepidlo může přípravek disperzního prášku s výhodou obsahovat ještě až do 100% hmotnostních, vždy vztaženo na základní polymer, lepivých látek jako kalafuna, dimerovaná kalafuna, hydrogenovaná kalafuna a/nebo estery jmenovaných typů kalafuny; polyterpenové pryskyřice, kumaron-indenové pryskyřice, terpen-fenolové pryskyřice, uhlovodíkové pryskyřice, případně v kombinaci s vysokovroucími látkami jako příkladně butyldiglykolacetát, butyldiglykol, propylenglykolethery nebo propylenglykolestery; změkčovadla

-4CZ 288971 B6 jako estery kyseliny ftalové, estery kyseliny sebakové, estery kyseliny adipové. Výhodné jsou uvedené druhy kalafuny a jejich estery a butyldiglykolacetát a (2-hydroxyethyl)fenylether.

Případně může být obsaženo ještě 0,5 až 20% hmotnostních, s výhodou 0,5 až 10% hmotnostních, vztaženo na základní polymer, hydrofobizačního prostředku, příkladně na bázi polysiloxanů nebo kovových mýdel.

Dále může být obsaženo ještě 0,1 až 2,0 % hmotnostních, vztaženo na základní polymer, povrchově aktivních látek jako emulgátory nebo smáčedla. Příklady zde jsou anionické a neanionické tenzidy.

Případně může být obsaženo ještě 0,5 až 15% hmotnostních, s výhodou 0,5 až 10% hmotnostních, vztaženo na základní polymer, zahušťovadel příkladně na bázi vysokomolekulámích polyakrylových kyselin.

Dalším příkladem pro obvyklé přísady jsou odpěňovací činidla, které se případně mohou používat v množství 0,05 až 2,0% hmotnostních, s výhodou 0,05 až 1,0% hmotnostních, vztaženo na základní polymer.

V jedné výhodné formě provedení jsou v přípravcích disperzních prášků podle vynálezu obsaženy ještě neutralizační prostředky. S výhodou se neutralizační prostředky k prášku přimísí po sušení, případně v kombinaci s dalšími práškovitými přísadami. Množství přidávaného neutralizačního prostředku se řídí podle daného přípravku disperzního prášku. Vhodné jsou obvyklé anorganické báze; Příklady pro ne jsou hydroxid sodný, hydroxid draselný, hydroxid vápenatý.

Pro použití ve stavebních hmotách může být ještě obsaženo 1,0 až 30 % hmotnostních, s výhodou 1,0 až 15 % hmotnostních, vztaženo na základní polymer, látek zlepšujících tekutost cementu; příkladně kopolymery styrenanhydrid kyseliny maleinové, kondenzační produkty obsahující sulfonátové skupiny zmelaminu nebo ketonu a formaldehydu a/nebo kyseliny naftalensulfonové-formaldehydu a/nebo kondenzační produkty fenolsulfonát-formaldehyd.

K výrobě přípravku disperzního prášku se použije základní polymer a) jako vodná disperze. K této disperzi se přidá rozdělovači ochranný koloid b) s výhodou ve formě vodného roztoku a promíchá se. Tyto postupy míšení mohou probíhat v libovolném pořadí, důležité je pouze, aby vznikla homogenní disperzní směs. Případně použitá zahušťovadla, povrchově aktivní látky, hydrofobizační prostředky, odpěňovadla a případně další přísady se s výhodou přidávají k vodné směsi před sušením. Pokud je žádoucí použití lepivých látek, potom se tyto s výhodou přidají jako první složka disperze základního polymeru. Lepivá látka se přitom může přidat v roztoku, jako substance (jako pevná látka nebo kapalina), jako tavenina, nebo jako vodná emulze/disperze. Při použití lepivé látky v substanci je třeba dbát na dostatečné promísení při zapracování do disperze základního polymeru.

Při přidání rozdělovaciho ochranného koloidu b) s podílem kyseliny více jak 80% molových je v rozdělované směsi obecně pH pod 4,5 a tak je zaručeno, že rozdělovači ochranný koloid je v neneutralizované nebo částečně neutralizované formě a vznikají redispergovatelné systémy. Případně se musí pH směsi před rozdělením odpovídajícím způsobem upravit. Příkladně se může vhodné pH snadno určit přezkoušením redispergovatelnosti vysušeného filmu z vodné směsi základního polymeru s rozdělovacím ochranným koloidem při rozdílném pH.

Po smíchání složek se disperze vysuší, s výhodou se vysuší v rozstřikovací sušárně nebo se vymrazí, obzvláště výhodně se vysuší v rozstřikovací sušárně. V tomto případě se mohou používat známá zařízení, jako příkladně rozstřikování víceúčelovými tryskami nebo kotoučem v případě vyhřátém proudu suchého plynu. Obecně se jako suchý plyn použije vzduch, dusík, nebo vzduch obohacený dusíkem, přičemž teplota suchého plynu obecně nepřekročí 250 °C.

-5CZ 288971 B6

Optimální teplota suchého plynu se může zjistit několika málo pokusy; často se obzvláště osvědčila teplota suchého plynu nad 60 °C.

Ke zvýšení teploty skladování, příkladně k zabránění spékání a vzniku bloků a/nebo ke zlepšení sypkosti prášku se může prášek opatřit prostředkem proti vzniku bloků. To se s výhodou provádí ještě pokud je prášek jemně rozdělen, příkladně ještě je suspendován v suchém plynu. Obzvláště se prostředek k zabránění vzniku bloků dávkuje do sušicího zařízení odděleně, ale zároveň s disperzí.

Pokud má přípravek disperzního prášku obsahovat jeden nebo několik neutralizačních prostředků, pak se tyto prostředky s výhodou přidávají k disperznímu prášku v pevné formě. Neutralizační prostředky se ale mohou dávkovat do sušicího zařízení také odděleně ale zároveň s disperzí. Pro tuto variantu způsobu se obzvláště osvědčilo zařízení pro sušení rozstřikováním.

Přípravky disperzních prášků se jako takové mohou používat v dále popsaných aplikacích. Obvykle se přípravek disperzního prášku použije v suchých směsích, které se před použitím rozmíchají s vodou. Dále se může přípravek disperzního prášku nejprve redispergovat ve vodě a následně se ve formě redisperze modifikovat dalšími aditivy.

Na základě nárokované složky b) rozdělovacího ochranného koloidu se mohou pomocí neutralizace složky c) získat disperze s dezaktivovaným ochranným koloidem. Neutralizace se přitom může provádět tak, že se přípravek disperzního prášku, který již obsahuje odpovídající množství neutralizačního prostředku a je s výhodou ve formě suché směsi připravené k použití redisperguje ve vodě, přičemž množství neutralizačního prostředku v prášku se stanoví tak, aby se při redispergaci nastavila požadovaná hodnota pH. Další možnost spočívá vtom, že se přípravek disperzního prášku, který není modifikovaný neutralizačním prostředkem, nebo suchá směs redispergují případně dispergují ve vodě a požadovaná hodnota pH se nastaví dodatečným přídavkem neutralizačního prostředku, jako příklady hydroxidu sodného, hydroxidu draselného nebo hydroxidu vápenatého. Pro určitá použití, jako příkladně lepidla pro podlahové krytiny, není případně nutné dezaktivaci ochranného koloidu neutralizací provádět.

Dalším předmětem vynálezu jsou proto vodné disperze polymeru, s výhodou s hodnotou pH 5 až 10, které se získají redispergaci výše uvedených přípravků disperzních prášků nebo suchých směsí svýše uvedenými přípravky disperzních prášků ve vodě, případně s nastavením pH hodnoty. Obsah pevné látky v disperzi závisí na zamýšleném použití a činí obecně 10 až 80 %.

Přípravky disperzních prášků podle vynálezu a vodné disperze, které se z nich mohou připravit jsou vhodné zejména k použití v přípravcích na lepení, obzvláště v lepidlech citlivých na tlak a lepidlech na podlahové krytiny. Dále jsou prášky a disperze vhodné jako pojivo do omítek, barev a povlakových materiálů (příkladně těsnicí tmely), jako pojivo ve štěrkových hmotách bez cementu a s obsahem cementu, jako stavební lepidlo a také jako pojivo pro lepidla nebo povlaky v oblasti textilu.

Na rozdíl od disperzních prášků nebo vodných disperzí, které se z nich mohou připravit a které neobsahují nedeaktivovatelné ochranné koloidy, je možné se systémy podle vynálezu vyrobit přípravky, ve kterých výhodné vlastnosti základního polymeru, týkající se příkladně lepivosti (Tack), odolnosti proti vodě, mechanické pevnosti, nejsou zcela nebo částečně kompenzovány negativním vlivem rozdělovacího ochranného koloidu, avšak plně se uplatní. Překvapivě jsou tak dostupná práškovitá lepidla nebo disperzní lepidla, které i bez přídavku lepivé látky vykazují lepivost požadovanou pro lepidla citlivá na tlak.

Následující příklady slouží k dalšímu vysvětlení vynálezu.

-6CZ 288971 B6

Příklady provedení vynálezu

Použité látky:

Disperze DI-1:

Vodné disperze stabilizované emulgátorem s obsahem pevné látky 60 % na bázi kopolymerů vinylacétát-ethylen-ethylhexylakrylát s obsahem 2-ethylhexylakrylátu 48% hmotnostních, obsahem vinylacetátu 36 % hmotnostních a obsahem ethylenu 16 % hmotnostních fy WackerChemie GmbH.

Disperze DI-2:

Vodné disperze stabilizované emulgátorem s obsahem pevné látky 61 % na bázi kopolymerů vinylacetát-ethylen s obsahem ethylenu 45 % hmotnostních a s obsahem vinylacetátu 55 % hmotnostních fy Wacker-Chemie GmbH.

Disperze DI-3:

Vodné disperze stabilizované emulgátorem s obsahem pevné látky 51% na bázi kopolymerů vinylacetát-ethylen s obsahem ethylenu 12 % hmotnostních a s obsahem vinylacetátu 88 % hmotnostních fy Wacker-Chemie GmbH.

Disperze DI-4:

Vodné disperze stabilizované emulgátorem s obsahem pevné látky 60 % na bázi kopolymerů 2-ethylhexylakrylát-vinylacetát s obsahem 2-ethylhexylakrylátu 90 % hmotnostních a s obsahem vinylacetátu 10 % hmotnostních fy Wacker-Chemie GmbH.

Rozdělovači ochranný koloid Sokalan-CP13:

Sokalan-CP13 je kyselina polyakrylová s molekulovou hmotností asi 20 000 fy BASF.

Rozdělovači ochranný koloid Versicol-Kl 1:

Versicol-Kll je kyselina polymetakrylová s molekulovou hmotností asi 10 000 fy Allied Colloilds.

Lepivá látka Tackifier T-l:

Tackifíer T-l je směs sestávající z 20% hmotnostních Plastilit-DS3431, (2-hydroxyethyl)fenylether fy BASF, a 80 hmotnostních středoamerické balzámové pryskyřice typ Maya fy Willers, Engel & Co.

Příklad 1

4000 hmotnostních dílů disperze DI-1, 1 920 hmotnostních dílů Versicol-Kll jako 25 % vodný roztok (20 % na pryskyřici DI-1) a 1 050 hmotnostních dílů vody se důkladně promíchá. Hodnota pH disperze činí 3,4. Směs se pomocí dvoudruhové trysky vysuší rozstřikováním. Jako rozdělovači složka slouží vzduch stlačený na 0,3 MPa; vytvořené kapky se vysuší ve rovnoměrném proudu suchého vzduchu zahřátého na teplotu 120 °C. Získaný suchý prášek se smísí s 10 % hmotnostních v obchodě dostupného antiblokačního prostředku na bázi kaolinu.

-7CZ 288971 B6

Srovnávací příklad 1

Výroba disperzního prášku se provádí podle příkladu 1, hodnota pH násady k rozdělování se však přídavkem hydroxidu sodného zvýší na 5,2.

Příklad 2

2000 hmotnostních dílů disperze DI-1, 1 200 hmotnostních dílů Tackifier T-l (100% na ío pryskyřici DI-1) se homogenně promíchá. Následně se důkladně promíchá 1 907 hmotnostních dílů Versicol K-ll (20 % na pryskyřici DI-1 a Tackifier T-l) jako 25% vodný roztok a 1000 hmotnostních dílů vody. Hodnoty pH směsi činí 2,8. Směs se pomocí dvoudruhové trysky vysuší rozstřikováním. Jako rozdělovači složka slouží vzduch stlačený na 0,3 MPa; vytvořené kapky se vysuší v rovnoměrném proudu suchého vzduchu zahřátého na teplotu 120 °C. Získaný suchý 15 prášek se smísí s 10 % hmotnostních v obchodě běžného antiblokačního prostředku na bázi kaolinu.

Srovnávací příklad 2

Výroba disperzního prášku se provádí podle příkladu 2, avšak hodnota pH násady k rozdělování se přídavkem hydroxidu sodného zvýší na 5,6.

Srovnávací příklad 3

Postupuje se jako v příkladu 1, avšak místo 1 290 hmotnostních dílů 25 % vodného roztoku Versicol-Kl 1 se použije pouze 1 440 hmotnostních dílů (15 % na pryskyřici DI-1). Hodnota pH směsi činí 3,6.

Příklad 3

4000 hmotnostních dílů disperze DI-4, 1 920 hmotnostních dílů Versicol-Kl 1 jako 25 % vodný roztok (20 % na pryskyřici DI-4) a 950 hmotnostních dílů vody se důkladně promíchá. Hodnota pH směsi činí 3,4. Sušení rozstřikováním se provádí analogicky jako v příkladu 1. Získaný suchý 35 prášek se smísí s 10% hmotnostních v obchodě běžného antiblokačního prostředku na bázi kaolinu.

Příklad 4

4000 hmotnostních dílů disperze DI-2, 1 743 hmotnostních dílů Sokalan-CP13 jako 28 % vodný roztok (20 % na pryskyřici DI-2) a 1 500 hmotnostních dílů vody se důkladně promíchá. Hodnota pH směsi činí 2,6. Směs se vysuší rozstřikováním pomocí dvoudruhové trysky. Výroba disperzního prášku se provádí podle příkladu 1. Nebyl použit antiblokační prostředek.

Příklad 5

4000 hmotnostních dílů disperze DI-3 a 729 hmotnostních dílů Sokalan-CP13 jako 28 % vodný 50 roztok (10% na pryskyřici DI-3) se důkladně promíchá. Hodnota pH směsi činí 2,2. Výroba disperzního prášku se provádí podle příkladu 1. Nebyl použit antiblokační prostředek.

-8CZ 288971 B6

Příklad 6

Postupuje se jako v příkladu 5, avšak místo 720 hmotnostních dílů 28 % vodného roztoku Sokalan-CP13 se použije 816 hmotnostních dílů 25 % roztoku Versicol-Kl 1 (10 % na pryskyřici DI-3). Hodnota pH směsi činí 2,4.

Zkoušky technické použitelnosti:

Desaktivace rozdělovacího ochranného koloidu:

K šetření desaktivace rozdělovacího ochranného koloidu byl zkoumán vliv hodnoty pH disperze určené krozdělení na redispergovatelnost disperzního prášku, který se zní získá. Ktomu se rozmíchá 50 g daného disperzního prášku v 50 g vody a redispergovatelnost se hodnotí v testu usazování v trubce pomocí cejchované skleněné trubky. Tabulka 1 ukazuje, jak se neutralizací ochranného koloidu tento koloid desaktivuje a jednoduchou změnou pH hodnota se z redispergovatelných systémů stávají neredispergovatelné systémy.

Tabulka 1

Disperzní prášek	pH rozdělované násady	Redispergace disperzního prášku
Příklad 1	3,4	dobrá
Srovn. příklad 1	5,2	špatná
Příklad 2	2,8	dobrá
Srovn. příklad 2	5,6	špatná
Příklad 4	2,2	velmi dobrá
Srovn. příklad 3	5,3	špatná

Zlepšení aplikačních technických vlastností při dezaktivaci rozdělovacího ochranného koloidu:

Ke zkouškám ovlivnění aplikačního technických vlastností dezaktivací rozdělovacího ochranného koloidu byl vyšetřován vliv pH hodnoty redisperze na lepivost lepicích filmů z ní vyrobených. Za tím účelem se vmíchá 50 g daného disperzního prášku do 50 g vody a přídavkem hydroxidu sodného se nastaví hodnota pH uvedená v Tabulce 2. Jako srovnání slouží neneutralizované redisperze. Redisperze se nanesou na nosnou fólii a vysuší při teplotě 60 °C. Kvalitativně se hodnotí lepivost filmu. Tabulka 2 ukazuje, jak se neutralizací ochranného koloidu tento dezaktivuje a jak se lepivost filmu u jinak stejných disperzí neutralizací ochranného koloidu významně zlepší.

Tabulka 2

Prášek	pH redisperze	Neutralizační prostředek	nastavené pH	lepivost
Př. 1	3,6	NaOH	6,8	vysoká
Př. 1	3,6	—	3,6	velmi malá
Př. 2	3,1	NaOH	7,2	velmi vysoká
Př. 2	3,1	—	3,1	nepatrná
Př. 3	3,4	NaOH	7,0	vysoká
Př. 3	3,4	—	—	nepatrná
Př. 4	2,8	NaOH	7,0	vysoká
Př. 4	2,8	—	2,8	nepatrná

-9CZ 288971 B6

Testování v recepturách práškových barev:

Vyrobí se práškové barvy podle receptury uvedené v Tabulce 3:

Tabulka 3 (část)

Označení	Receptura A [g]	Receptura B [g]	Receptura C [g]
Kalcit (1-6 pm, oč 22)	128,5	—	—
Talek (3 pm, oč 53)	148,0	148,0	148,0
TiO₂ (Kronos 2190)	73,5	73,5	73,5
Talek (8 pm, oč 35)	63,5	63,5	63,5
Celulózová vlákna	16,0	16,0	16,0
Křemičitan hlinitý	12,0	12,0	12,0
Modifikovaná hydroxycelulóza	3,0	3,0	3,0
Ca(OH)₂	3,0	3,0	—
Odpěňovač	1,5	1,5	1,5
Kaolin (<5 pm, oč 48)	—	128,5	128,5

oč - olejové číslo, pm = střední velikost částic

Z prášků uvedených v Tabulce 4 a z receptur uvedených v Tabulce 3 se vyrobí práškové barvy s objemovou koncentrací pigmentu (PVK) uvedeným v Tabulce 4. PVK je definován jako poměr objemu pigmentu a plnidla k objemu pojivá. Suchá směs se pomocí zařízení „disolveru“ zapracuje do vody. Takto získaná kapalná barva se nanese tak, aby se dosáhlo síly suché vrstvy 15 asi 100 pm. Po 28-denním skladování v normálním klimatu se zajišťuje odolnost proti otěru za vlhka podle DIN 53778.

Tabulka 4 ukazuje, jak se neutralizací ochranného koloidu tento dezaktivuje a jak se schopnost přilnavosti pigmentu receptur nátěrových barev při použití jinak stejných redisperzí významně 20 zlepší neutralizací ochranného koloidu.

Tabulka 4

Prášek	pH redisperze	Receptura	PVK	pH barvy	Otěr za mokra*
Př.5	2,8	A	69	7,8	>5 000
Srv. př. 3	5,5	A	69	9,0	145
Př.7	2,7	A	69	7,6	2 800
Př. 6	2,8	B	78	5,7	390
Př. 6	2,8	C	78	11,5	1 085

C - receptura bez neutralizačního prostředku * otírací cykly po 28-denním skladování za normálního klima

Claims

1. Redispergovatelná disperzní prášková kompozice, obsahující

5 a) ve vodě nerozpustný základní polymer s teplotou skleného přechodu -60 °C až +80 °C ze skupiny homo- a kopolymerů vinylesterů, esterů kyseliny akrylové, esterů kyseliny metakrylové, styrenu a vinylchloridu nebo směs uvedených základních polymerů,

10 c) 0 až 30% hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost polymemích komponent, prostředku proti tvorbě bloků, vyznačující se tím, že jako složku b) obsahuje neneutralizované homo- nebo kopolymery olefinicky nenasycených mono- nebo dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů, nebo částečně neutralizované homopolymery olefinicky nenasycených mono- nebo 15 dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů, nebo částečně neutralizované kopolymery olefinicky nenasycených mono- nebo dikarboxylových kyselin nebo jejich anhydridů s obsahem kyseliny více než 80 % molových v případě kopolymerů s alkeny se 3 až 12 uhlíkovými atomy nebo styrenem a obsahem kyseliny 50 až 99 % molových v případě ostatních kopolymerů, přičemž molekulová hmotnost uvedeného polymeru je menší nebo rovná 250 000 g/mol, 20 stanoveno jako hmotnostní průměr a hodnota pH vodné redisperze přípravku disperzního prášku je nižší než 4,5.

2. Redispergovatelná disperzní prášková kompozice podle nároku 1, vyznačující se t í m , že jako složku b) obsahuje homo- nebo kopolymery kyseliny akrylové, metakrylové nebo

25 kyseliny maleinové, případně jejího anhydridů, obzvláště kyselinu polyakryiovou nebo polymetakrylovou, nebo kopolymery s jednotkami kyseliny akrylové, metakrylové nebo kyseliny maleinové, případně jejího anhydridů a jednotky snimi kopolymerovatelných monomerů, s podílem kyseliny v těchto kopolymerech více jak 80% molových.

30

3. Redispergovatelná disperzní prášková kompozice podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tí m, že disperzní prášková kompozice dále obsahuje až do 100 % hmotnostních, vztaženo na základní polymer, lepivých látek.

4. Redipergovatelná disperzní prášková kompozice podle nároků 1 až 3, vyznačující se 35 t í m, že disperzní prášková kompozice dále obsahuje neutralizační prostředek jako hydroxid sodný, hydroxid draselný, hydroxid vápenatý.

5. Vodné polymemí disperze, vyrobitelné redispergací disperzní práškové kompozice podle nároků 1 až 4 nebo suchých směsí s disperzní práškovou kompozicí podle nároků 1 až 4 ve vodě

40 mající hodnotu pH nižší než 4,5, případně upravenou na pH 5 až 10.

6. Použití disperzní práškové kompozice podle nároků 1 až 4 v přípravcích pro lepení, obzvláště lepidlech citlivých na tlak a lepidlech na podlahové krytiny, jako pojivo v omítkách, barvách a povlakových materiálech, jako pojivo ve štěrkových hmotách bez cementu, jako

45 stavební lepidlo a také jako pojivo pro lepidla nebo povlaky v oblasti textilu.

7. Použití vodných polymemích disperzí podle nároku 5 v přípravcích pro lepení, obzvláště lepidlech citlivých na tlak a lepidlech na podlahové krytiny, jako pojivo v omítkách, barvách a povlakových materiálech, jako pojivo ve štěrkových hmotách bez cementu a s obsahem

50 cementu, jako stavební lepidlo a také jako pojivo pro lepidla nebo povlaky v oblasti textilu.