制备可容易地再分散于水中的聚合物粉末的方法_4

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wth),也是合适的。
[0069] 根据它们的表面特征,防粘连剂可具有疏水(憎水)或亲水(吸水)特性。物质 的疏水性或亲水性的量度是软化水滴在相应的防粘连剂的压制品(compact)上的接触角。 水滴在压制品表面的接触角越大,则疏水性越强或亲水性越低,反之亦然。为了确定一种防 粘连剂比另一种更疏水还是更亲水,制备了两种防粘连剂的标准筛分级分(=相同的粒径 或粒径分布)。在相同的条件(量、面积、压缩压力、温度)下,由这些具有相同的粒径或粒 径分布的筛分级分制备具有水平表面的压制品。通过移液管向每个压制品施加水滴并随后 立即测定压制品表面与水滴之间的接触角。压制品表面与水滴之间的接触角越大,则疏水 性越强或亲水性越低。通常,疏水和亲水防粘连剂均被使用。可能是有利的是水性聚合物 分散体的喷雾干燥在疏水防粘连剂的存在下进行且所得的聚合物粉末在随后的步骤中与 亲水防粘连剂均勾混合。
[0070] 在本文件的上下文中,亲水防粘连剂应理解为意指比所用的疏水防粘连剂更亲水 的那些防粘连剂,即其接触角小于在喷雾过程中所用的疏水防粘连剂的接触角。
[0071] 通常,疏水防粘连剂的接触角为彡90°、彡100°或彡110°,而亲水防粘连剂的 接触角为〈90°、< 80°或<70°。有利的是所用的疏水和亲水防粘连剂的接触角的差为 彡 10°、彡 20°、彡 30°、彡 40°、彡 50°、彡 60°、彡 70°、彡 80° 或彡 90°。
[0072] 所用的亲水防粘连剂为,例如,二氧化硅、石英、白云石、碳酸钙、硅酸钠/硅酸铝、 硅酸钙或硅酸盐与碳酸盐的微共生物,所用的疏水防粘连剂为,例如,滑石(具有片状结构 的水合硅酸镁)、绿泥石(水合硅酸镁/水合硅酸铝/水合硅酸铁)、用有机氯硅烷处理的 二氧化硅(DE-A3101413)或涂有疏水化合物的常用亲水防粘连剂,例如涂有硬脂酸钙的 沉淀碳酸钙。
[0073] 有利的是存在于水性聚合物分散体中的每100重量份的聚合物B使用0. 001至10 重量份且通常〇. 1至1重量份的疏水防粘连剂以及〇. 01至30重量份且通常1至10重量 份的亲水防粘连剂。特别有利的是疏水防粘连剂与亲水防粘连剂的比例为〇. 001-0. 25:1 且特别为 0.004-0. 08:1。
[0074] 当使用重均粒径为50至lOOOnrn、特别是100至500nm(d5。值,用分析型超速离心 机测定[参见S.E.Harding等,AnalyticalUltracentrifugationinBiochemistryand PolymerScience,RoyalSocietyofChemistry,Cambridge,GreatBritain1992,第 10 章,AnalysisofPolymerDispersionswithanEight-Cell-AUC-Multiplexer:High ResolutionParticleSizeDistributionandDensityGradient Techniques,W.MSdltle,第147至175页])的聚合物B的水性分散体并且平均次级颗粒 直径(平均聚合物粉末直径;喷雾干燥之后,通常为10至150ym、通常为50至100ym,基 于ASTMC690-1992,Multisizer/100ym毛细管测定)与疏水和/或亲水防粘连剂的平均 颗粒直径的比例为1-50:1或5-30:1时,得到了最优结果。
[0075] 本领域技术人员已知的喷雾干燥在干燥塔中借助于塔顶的雾化器盘或无空气高 压喷嘴或双喷嘴进行。使用从下方或上方吹入塔中的、但优选从上方吹入且与待干燥材料 并流的热气(例如氮气或空气)来干燥事先添加有聚合物A和任选的至少一种其他喷雾助 剂的水性聚合物B分散体。塔入口处的干燥气体的温度为约90至180°C,优选110至160°C, 且塔出口处的干燥气体的温度为约50至90°C,优选60至80°C。通常将疏水防粘连剂与水 性聚合物B分散体同时但空间上相互隔开地引入至干燥塔中。例如通过双喷嘴或输送螺杆 (conveyingscrew)以与干燥气体的混合物的形式或通过单独的孔进行添加。然而,重要的 是理解本发明还应包括将聚合物A与水性聚合物B分散体同时但空间上相互隔开地加入至 干燥塔中。
[0076] 将从干燥塔中排出的聚合物粉末冷却至20至30°C并且通常在市售的混合器例如 Nauta混合器(由许多公司供应)中与亲水防粘连剂混合。
[0077] 可根据本发明得到的聚合物粉末可特别地用作胶粘剂、密封化合物、合成树脂底 料、纸张涂布浆料、表面涂布组合物其他涂料中的粘合剂或优选用作矿物粘合剂制剂中的 添加剂。
[0078] 根据本发明得到的聚合物粉末可以简单的方式再分散于水中,基本上可再次得到 初级聚合物颗粒。
[0079] 根据本发明得到的聚合物粉末具有非常良好的保质期和流动性。其几乎不产生粉 尘并且可以简单的方式再分散于水中而无需大量的混合工作。所得的聚合物粉末特别适合 用作胶粘剂、密封化合物、合成树脂底料、纸张涂布浆料、表面涂布组合物和其他涂料中的 粘合剂或优选作为矿物粘合剂制剂中的添加剂。此外,重要的事实是所得的聚合物粉末几 乎无色并且当其用作粘合剂或用作添加剂时不发生不期望的变色。此外,可将本发明的聚 合物粉末有利地添加到干燥的砂浆或混凝土制剂中,以得到稳定的且持久改性的干燥的砂 浆或混凝土制剂。此外,当这些改性的干燥的砂浆或混凝土制剂与水混合时或当含水砂浆 或混凝土制剂与本发明的聚合物粉末混合时,得到改性的含水砂浆或混凝土制剂,其未显 示出或仅仅显示出轻微的改性的含水砂浆或混凝土制剂粘度的降低。 实施例
[0080] 1.水性聚合物分散体D的制备
[0081] 在聚合反应器中,
[0082] 362. 3g的聚合物固含量为0. 21重量%且重均颗粒直径为30nm(cy直,通过分析 型超速离心机测定)的聚苯乙烯种子分散体
[0083] 在氮气气氛下搅拌并加热至90°C。随后,一次性加入由0.9g过氧二硫酸钠和 11. 6g软化水组成的溶液。5分钟后,同时开始并将内部温度维持在90°C,将由
[0084]
[0085] 组成的水性单体乳液和由8.lg过氧二硫酸钠和108g软化水组成的溶液在3小时 和15分钟内连续添加到此混合物中。随后,将反应混合物冷却至85°C。在一次性添加3g 叔丁基氢过氧化物于27g软化水的溶液之后,在此温度下在2小时内添加4. 5g亚硫酸氢钠 于29. 8g软化水中的溶液。随后,冷却至20至25°C(室温)并且用10重量%的氢氧化钠 水溶液建立7. 5的pH值。得到固含量为55. 1重量%的聚合物分散体。所述聚合物的玻璃 化转变温度(DSC中点)为16°C。
[0086] 通过DSC法(差示扫描量热法,20K/min,中点测量,DIN53 765)测定玻璃化转变 温度。
[0087] 通常通过在130°C下在干燥箱中将等分(aliquot)量的水性聚合物分散体或喷雾 助剂水溶液干燥至恒重来测定固含量。
[0088] 随后用软化水将水性聚合物分散体D稀释至固含量为48. 7重量%。
[0089] 2.喷雾助剂的制备
[0090] 2. 1本发明的喷雾助剂S1至S6
[0091]根据US-A4414370、US-A4529787、US-A4546160、US-B6552144、US-B6605681、 US-B6984694的教导进行喷雾助剂SI至S6的制备。
[0092] 将单体、溶剂和引发剂的反应混合物连续供入到保持恒温的连续搅拌釜反应器 (CSTR)中。控制反应区质量和进料质量流速,以在CSTR中提供在所需范围内的恒定的平 均停留时间,通常在10至35分钟。CSTR的反应温度在不同的设置下维持恒定,通常在160 至230°C范围内。通过脱挥发区(刮膜蒸发器)连续栗送反应产物S1至S6并且随后连续 收集。表1给出了聚合物S1至S6的具体的单体进料组成、反应条件以及特性。
[0093] 表1 :聚合物S1至S6的具体的单体进料组成、反应条件以及特性
[0094]
[0095]"DowChemicalCompany的商标,二乙二醇单乙基謎
[0096]2)ExxonMobileChemical的商标,Cg-C!。二烷基苯和三烷基苯
[0097] 3)软化水
[0098] 2. 2.喷雾助剂S1至S6的中和
[0099] 在搅拌下于室温下,向配有冷凝器和机械搅拌器的2. 5L容器中装入表2所给定的 量的去离子水和固体氢氧化钠。一旦氢氧化钠完全溶解,就将温度升至65°C。在该温度下, 将表2所给定的量的聚合物S1至S6在一小时内分成几小份加入到NaOH水溶液中。继续 搅拌直到得到均匀、澄清和略带粘性的溶液。将所得的聚合物溶液冷却至室温。通常获得 彡7.0且彡7.5的pH值。
[0100] 表2 :中和的聚合物S1至S6的水溶液。
[0101]
[0102] 2.3.比较喷雾助剂SV1
[0103] 以类似于DE-A19629525的实施例1的方法制备比较喷雾助剂SV1。
[0104] 首先在85°C下在反应器中加入1. 2kg的萘,在搅拌和冷却下缓慢加入1. 2kg的98 重量%的硫酸,以使反应混合物的温度总是处于150
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