用于生产可分散性粉末的方法

用于生产可分散性粉末的方法
【专利摘要】本发明涉及通过喷雾干燥聚合物水分散体并且加入防粘剂来生产可分散性粉末的方法，其特征在于，通过运输气体将以团聚形式存在并且具有10μm至250μm的颗粒尺寸或者在以挤出物形式的团聚体的情况下具有5mm至5cm的颗粒尺寸的防粘剂完全或部分进料到喷雾干燥装置中并且粉碎成0.01μm至5μm的颗粒尺寸；或者，在挤出物的情况下，粉碎成2μm至60μm的颗粒尺寸。
【专利说明】用于生产可分散性粉末的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于通过喷雾干燥聚合物水分散体(含水聚合物分散体)并且加入防粘剂来生产分散体粉末(分散粉末)的方法。
【背景技术】
[0002]分散体粉末是通过喷雾干燥相应的聚合物水分散体获得的聚合物粉末。在此，在可再分散在水中的分散体粉末和不具有这种性质的那些分散体粉末之间加以区别。通常，在干燥助剂(通常为保护胶体)和防粘剂的存在下，通过干燥相应的聚合物水分散体获得水可再分散聚合物粉末。由于保护胶体的含量，使得由于聚合物颗粒被水溶性保护胶体颗粒包覆，从而使得在干燥操作期间首先阻止了聚合物颗粒的不可逆粘附。其次，当将聚合物粉末分散在水中时再溶解的该保护胶体基质具有使具有初始分散体的的颗粒尺寸的聚合物颗粒再次存在于水再分散体中的效果。
[0003]尤其在基于具有<25°C的玻璃化转变温度的聚合物的分散体粉末的情况下，为了最小化粉末阻塞，并且为了改善自由流动和流动性，在生产它们的过程中将防粘剂(抗结齐IJ)加入至分散体粉末。
[0004]防粘剂(ABA)起确保喷雾干燥之后获得的聚合物粉末(分散体粉末)的自由流动和储存稳定性的作用。特别地，当预期由于聚合物的低玻璃化转变温度或高吸湿性使得粉末阻塞或在干燥器壁上结块时，防粘剂是分散体粉末的主要组分。更具体地，由于相对低的团聚体形成，使得具有防粘剂的颗粒表面的粉化还降低了粗颗粒的比例，这使得在整体干燥操作以及粉末的性能(例如，自由流动和储存稳定性)上具有非常有利的影响。
[0005]这种分散体粉末用于许多种应用中，包括用于涂敷组合物以及用于各种不同基板的粘合剂。一个实例是用作用于颗粒状天然材料的结合粉末(来自瓦克化学(WackerChemie AG)的VinnexK粉末)。在用于建筑的化学制品中,普遍、频繁结合无机粘合剂使用它们(来自瓦克化学(Wacker Chemie AG)的VinnapasK粉末)。它们的实例是建筑粘合剂，尤其是瓷砖粘合剂、底灰和砂浆化合物、涂漆、油灰化合物、绝热复合体系和接缝砂浆。水可再分散性分散体粉末的优点尤其在于在预加工、可储存的干混物中可选地与无机粘合剂如水泥一起选择使用它们，并且在于选择使它们仅在使用之前通过加入水便可随时立即使用。相比于浆料形式的体系，这种干混物可以更容易地运输(没有水含量(内容物))并且提供储存方面的优点，例如不敏感于霜冻并且抵抗微生物的侵扰。
[0006]DE-A2214410建议将防粘剂以干燥形式与聚合物水分散体同时但分别地计量到喷雾塔中。由于防粘剂越细所使用的量越小，因此建议具有0.01 μ m至0.5 μ m的平均粒径的防粘剂。DE3101413C2建议具有IOnm至50nm的颗粒尺寸的疏水的二氧化硅作为防粘剂。在喷雾干燥过程中，以与干燥气体的混合物的形式完成加入。在EP690278A1中，用在圆盘雾化干燥器的雾化器圆盘以下的干燥气体引入防粘剂。在来自EP1000113B1的方法中，在聚合物分散体的雾化过程中，将疏水和吸水防粘剂的混合物以干燥形式吹入。
[0007]实际上，防粘剂经常处于团聚形式。例如，在沉淀或煅制二氧化硅的情况下，这可以由生产过程引起或可以作为物质性能存在。在其他情况下，例如，在使用高岭土的情况下，在通过喷雾干燥防粘剂的水悬浮液的生产过程中故意地生产了团聚体(聚集体)形式。这给予可以在不存在任何问题的情况下被输送并且没有显示出任何阻塞或在储料仓中桥接的任何倾向的防粘剂良好的自由流动性能，这导致过程运行中的显著的优点。进一步的优点可以是团聚防粘剂的在物流段中尤其有利的较高的本体密度。这种团聚体例如高岭土，通常具有10 μ m至250 μ m的颗粒尺寸，而一次颗粒在尺寸方面为约0.01 μ m至5 μ m(是指通过激光粒度测量或扫描电子显微镜技术SEM测定的颗粒或团聚体的直径)。还通过挤压过程，例如通过挤压防粘剂颗粒的高浓度水悬浮液并且随后干燥来生产团聚体形式的防粘齐U。在这种情况下，团聚体通常具有5mm可达5cm的颗粒尺寸(意指团聚体直径)。
[0008]从方法角度而言，如所提及的，优选使用团聚形式的防粘剂。然而，这种形式的缺点在于:相比于一次颗粒，减小了团聚防粘剂的表面积。这是不考虑团聚形式是否是防粘剂的本征性质或已经是由制造商故意产生的情况。因此，较少的防粘剂颗粒可用于聚合物粉末的粉化，这使得防粘剂效率较低。一种选择将是通过固体粉碎机将防粘剂粉碎，然后将其引入干燥过程。在此，缺点在于:结合已经在所述过程中提及的缺点，磨碎的防粘剂的流动性再次较差。
[0009]因此，解决的问题在于提供用其可以提供具有细碎的防粘剂而不必在储存它们的过程中以及搬运和处理它们的过程中丢失团聚形式的防粘剂的优点的分散体粉末的方法。

【发明内容】

[0010]本发明提供了用于通过喷雾干燥聚合物水分散体并且加入防粘剂来生产分散体粉末的方法，其特征在于，通过输送气体将以团聚形式存在并且具有从10 μ m至250 μ m的颗粒尺寸或者在以挤出物的形式的团聚体(聚集体)的情况下具有5_至5cm的颗粒尺寸的防粘剂完全或部分供应至喷雾干燥并且粉碎成0.01 μ m至5 μ m的颗粒尺寸，或者在挤出物的情况下粉碎成2 μ m至60 μ m的颗粒尺寸。
[0011]将用于分散体粉末的基础聚合物以其聚合物水分散体的形式引入从而用于喷雾干燥。用于分散体粉末的合适的基础聚合物是基于选自包括具有I至15个碳原子的羧酸的乙烯基酯、具有含有I至15个碳原子的无支链或支链醇的羧酸的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、烯烃或二烯、乙烯基芳烃或卤乙烯(乙烯基卤化物)的组的一种或多种烯属不饱和单体的那些。
[0012]优选的乙烯基酯是乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、乙酸-1-甲基乙烯基酯、新戊酸乙烯酯、以及具有5至13个碳原子的α -支化的单羧酸的乙烯基酯，例如VeoVa9K或VeoValOK (Momentive的商品名称)。特别优选的是乙酸乙烯酯。
[0013]优选的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯是具有I至15个碳原子的无支链或支链醇的酯如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己基酯、丙烯酸降冰片酯。特别优选的是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯以及丙烯酸-2-乙基己基酯。
[0014]优选的烯烃或二烯是乙烯、丙烯以及1，3- 丁二烯。优选的乙烯基芳烃是苯乙烯和乙烯基甲苯。优选的卤乙烯是氯乙烯。[0015]可选地，基于基础聚合物的总重量，还可以共聚按重量计0.05%至50%，优选按重量计1%至10%的辅助单体。辅助单体的实例是烯属不饱和单羧酸和二羧酸；烯属不饱和甲酰胺；烯属不饱和磺酸或其盐；预交联的共聚单体如多烯属不饱和共聚单体；后交联的共聚单体如N-羟甲基丙烯酰胺、环氧官能化的共聚单体、硅官能化的共聚单体。
[0016]合适的均聚物和共聚物的实例是乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯与乙烯的共聚物、乙酸乙烯酯与乙烯以及一种或多种另外的乙烯基酯的共聚物、乙酸乙烯酯与一种或多种另外的乙烯基酯的共聚物、乙酸乙烯酯与乙烯以及丙烯酸酯的共聚物、乙酸乙烯酯与乙烯以及氯乙烯的共聚物、氯乙烯和乙烯以及可选的一种或多种另外的乙烯基酯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-1，3- 丁二烯共聚物。 [0017]优选的是乙酸乙烯酯均聚物；乙酸乙烯酯与按重量计1%至50%的来自在羧酸基团中具有I至12个碳原子的乙烯基酯如丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯，具有5至13个碳原子的α -支链羧酸的乙烯基酯如VeoVa9K、VeoValOE, VeoValIe的组的一种或多种另外的共聚单体的共聚物；乙酸乙烯酯与按重量计1%至40%的乙烯的共聚物；乙酸乙烯酯与按重量计1%至40%的乙烯与按重量计1%至40%的乙烯以及按重量计1%至50%的来自在羧酸基团中具有I至12个碳原子的乙烯基酯如丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯，具有5至13个碳原子的α -支链羧酸的乙烯基酯如VeoVa9K、VeoValOE, VeoValIe的组的一种或多种另外的共聚单体的共聚物；乙酸乙烯酯、按重量计1%至40%的乙烯以及优选地按重量计1%至60%的具有I至15个碳原子的无支链或支链醇的(甲基)丙烯酸酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸-2-乙基己基酯的共聚物；以及具有按重量计30%至75%的乙酸乙烯酯、按重量计1%至30%的月桂酸乙烯酯或具有5至13个碳原子的α -支链羧酸的乙烯基酯、以及按重量计1%至30%的具有I至15个碳原子的无支链或支链醇的(甲基)丙烯酸酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸-2-乙基己基酯的共聚物，所述共聚物还可以包括按重量计1%至40%的乙烯；具有在羧基基团中具有I至12个碳原子的一种或多种乙烯基酯(如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯)，具有5至13个碳原子的α -支链羧酸的乙烯基酯(如VeoVa9K、VeoValOK、VeoVallK)、按重量计1%至40%的乙烯以及按重量计1%至60%的氯乙烯的共聚物；其中，所述聚合物还可以以各自以提及的量包括所提及的辅助单体，并且在所有情况下按重量计％的数字共计为按重量计100%。
[0018]还优选的是(甲基)丙烯酸酯聚合物，如丙烯酸正丁酯或丙烯酸-2-乙基己基酯的共聚物、或甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸-2-乙基己基酯以及可选的乙烯的共聚物；具有来自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、以及丙烯酸-2-乙基己基酯的组的一种或多种单体的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；苯乙烯-1，3- 丁二烯共聚物；其中，所述聚合物还可以以提及的量包括所提及的辅助单体，并且在所有情况下按重量计％的数字总计为按重量计100%。
[0019]通常，进行共聚单体的单体选择以及按重量计的比例的选择从而产生_50°C至+50°C的玻璃化转变温度Tg。能够以已知方式通过差示扫描量热法(DSC)来测定聚合物的玻璃化转变温度Tg。还可以通过Fox方程式预先计算Tg作为近似值。根据Fox T.G.,Bull.Am.Physics Soc.1, 3,第 I^SH(IgSe)JZTg=X1ZTgAX2ZTg2+...+xn/Tgn，其中，xn 是单体 η 的质量分数(由wt./100的％)，并且Tgn是以开尔文计的单体η的均聚物的玻璃化转变温度。均聚物的 Tg 值列于聚合物手册(Polymer Handbook)第二版,J.ffiley&Sons, New York(1975)中。
[0020]优选地，通过乳液聚合方法来制备基础聚合物。聚合温度优选在40°C到100°C之间，更优选在60°C到90°C之间。在气态共聚单体如乙烯、1，3- 丁二烯或氯乙烯的共聚合中，通常还可以在5巴到100巴之间的压力下操作。
[0021]优选地，用水溶性引发剂或常用于乳液聚合的氧化还原引发剂组合物来引发聚合。
[0022]在保护胶体和/或乳化剂的存在下完成聚合。用于聚合的合适的保护胶体是聚乙烯醇；聚乙烯醇缩醛；聚乙烯吡咯烷酮；水溶形式的多糖，如淀粉(直链淀粉和支链淀粉)，纤维素以及它们的羧甲基、甲基、羟乙基、羟丙基衍生物，糊精和环糊精；蛋白质，如酪蛋白或酪蛋白酸盐、大豆蛋白质、明胶；木素磺酸盐；合成聚合物，如聚(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯与羧基官能化的共聚单体单元的共聚物、聚(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯基磺酸以及它们的水溶性共聚物；三聚氰胺-甲醛磺酸盐、萘-甲醛磺酸盐、苯乙烯-马来酸共聚物和乙烯基醚-马来酸共聚物。优选的是使用具有80mol%至100mol%的水解水平的部分水解或完全水解的聚乙烯醇，尤其是具有80mol%至95mol%的水解水平并且在4%水溶液中具有ImPas至30mPas的Hdppler粘度(在20°C下Η?ρρ丨er方法，DIN53015)的部分水解的聚乙烯醇。
[0023]如果在乳化剂的存在下完成聚合，则基于单体的量，乳化剂的量为按重量计1%至5%。合适的乳化剂是阴离子、阳离子或非离子乳化剂，例如阴离子型表面活性剂，如具有8至18个碳原子的链长的烷基硫酸盐；在疏水基团中具有8至18个碳原子并且具有至多40个环氧乙烧或环氧丙烷单兀的烷基或烷基芳基酿硫酸盐；具有8至18个碳原子的烷基或烧基芳基磺酸盐；磺基琥珀酸与一元醇或烷基酚的酯和单酯；或非离子型表面活性剂，如具有8至40个环氧乙烷单元的烷基聚乙二醇醚或烷基芳基聚乙二醇醚。
[0024]在完成聚合时，可以通过使用已知方法的后聚合(通常通过氧化还原催化剂引发的后聚合)除去残余单体。还可以优选在减压下通过蒸馏除去挥发性的残余单体，并且可选地，在使惰性夹带气体如空气、氮气或水蒸汽通过或在其上方通过时除去。
[0025]由此可获得的聚合物水分散体具有按重量计30%至75%，优选按重量计50%至60%的固体含量。
[0026]例如，在EP1916275A1中描述了用于聚合物分散体的生产方法，EP1916275A1在这方面的细节构成本申请的一部分(通过引用合并于此)。
[0027]为了生产分散体粉末，在防粘剂的存在下，可选地在加入保护胶体作为聚合物分散体的干燥助剂之后通过喷雾干燥来干燥水分散体。一般而言，基于分散体的聚合组分，以按重量计0.5%至30%的总量使用干燥助剂(保护胶体)。合适的干燥助剂是以上作为保护胶体列举的物质。可以加入到聚合物分散体中的分散体粉末的进一步的组分是另外的添加剂，例如消泡剂、疏水化剂和流变添加剂。用保护胶体和可选的另外的添加剂改性的聚合物分散体，即待干燥的聚合物分散体、保护胶体以及可选的另外的添加剂的混合物在技术术语里还被称作“进料(给料)”。
[0028]本领域技术人员已知合适的防粘剂(抗结剂)，例如，硅酸铝如高岭土，膨润土，可以可选地疏水化的煅制二氧化硅或沉淀的二氧化硅，滑石，粘土，硫酸钙，碳酸盐如碳酸钙、碳酸镁和Ca/Mg碳酸盐，硫酸钡。还可以使用防粘剂的混合物。在所有情况下，基于待雾化的聚合物分散体的聚合组分的总重量，通常以按重量计0.1%至30%，优选按重量计2%至30%,更优选按重量计7%至30%的量使用防粘剂。基于待雾化的聚合物分散体的聚合组分，在煅制二氧化硅或沉淀的二氧化硅的情况下，优选以按重量计0.1%至2%使用。在待雾化的聚合物分散体中的聚合组分的比例由聚合物分散体的基础聚合物和保护胶体组分组成。
[0029]通过挤出生产的防粘剂团聚体通常以5mm至5cm的颗粒尺寸存在，而非挤出防粘剂通常作为具有10 μ m至250 μ m的颗粒尺寸的团聚体进行交易。可以通过直尺或计算尺测定挤出物的长度作为颗粒尺寸来测定在通常具有5mm至5cm的颗粒尺寸的挤出物的情况下的颗粒尺寸。可以通过激光粒度测量来测定在Pm范围内的团聚体的颗粒尺寸，并且颗粒尺寸被报道为平均团聚体直径。可以通过Beckman Coulter LS130激光粒子分析器中的散射光测量，用干燥团聚体来测定平均团聚体直径。如已经提及的，团聚体形式的优点在于:更好的可输送性和自由流动、料仓中较少的桥结和阻塞，并且，在某些情况下，在于防粘剂的较高的本体密度。
[0030]在常用的喷雾干燥系统(雾化干燥器)中实现喷雾干燥,其中，用于水相汽化的能量通过热传导由干燥气体转移至待干燥的聚合物分散体(进料)。干燥通过对用干燥气体喷雾的聚合物分散体进行均匀混合来实现。使用的干燥气体通常是空气。
[0031]为了加速干燥，优选将干燥气体预加热至130°C至210°C的入口温度(热空气)。优选地，通常还将待干燥的聚合物分散体(进料)预加热至50°C至98°C的进料温度。喷雾干燥通过顺流原理或逆流原理的影响来实现。在优选的逆流原理中，通常，聚合物分散体(进料)在通常25巴至100巴的压力下通过单相喷嘴在干燥器的上端被雾化，或通过两相喷嘴或多相喷嘴与压缩空气(压力为2巴至10巴)一起被雾化，或通过雾化器圆盘(旋转雾化器)被雾化。聚合物分散体和干燥气体在通常为具有高达几百立方米的体积的圆柱形塔(干燥塔)的喷雾干燥器的上端进入。在下端，用干燥气体将干燥的聚合物粉末排出，并且通过过滤沉淀器和/或旋风沉淀器将其分离。根据系统、树脂的Tg以及期望的干燥程度，干燥气体的出口温度为约45°C至120°C。
[0032]将防粘剂连续并且同时与待雾化的聚合物分散体(进料)空间上单独地加入。为了该目的，通过通常为空气(输送气体)的输送气体，在输送管线中将全部或一些防粘剂输送至干燥塔。输送气体的速度通常为20m/s至50m/s,优选30m/s至50m/s。可替换地,可以通过提及的输送管线将全部或一些防粘剂加入至提供用于热空气通道中的干燥的热空气。一般而言，将以团聚形式存在的防粘剂按重量计50%至100%的比例，优选按重量计80%至100%的比例，最优选按重量计约100%的比例供应至喷雾干燥。随后,可以将未供应至喷雾干燥的比例的防粘剂加入到干燥的分散体粉末中。
[0033]通过冲击式粉碎机(旋风粉碎机)在输送管线中来实现防粘剂的粉碎，在这样的情况下，用输送气体输送的防粘剂的磨碎步骤在输送管线中在线实现。例如，这种冲击式粉碎机可商购自Grenzebach Maschinenbau GmbH0例如，当用于输送防粘剂的输送气体以相对低的输送气体速度，优选〈20m/s,更优选<15m/s引入(例如通过通风机输送)时，尤其优选使用冲击式粉碎机。
[0034]可替换地，防粘剂的解团聚作用可以通过将防粘剂引至一个或多个冲击板上来实现。可以将冲击板安装在防粘剂输送管线和/或用于提供干燥气体的热空气通道和/或干燥塔中。这些冲击板的几何形状与干燥器和雾化过程匹配。冲击板可以具有例如矩形、圆形或环状的几何形状。它们可以是平坦的或是弯曲的。通常由金属(钢)制造冲击板。选择尺寸使得提供的防粘剂/气流基本上完全碰撞冲击板。优选的是流向一个或多个垂直圆形冲击板。由此产生的动量破坏了防粘剂团聚体并且细碎防粘剂，所述防粘剂仅在立即与喷雾(进料小液滴)接触之前是一次颗粒的形式。同时，这导致了解团聚的防粘剂的良好的可输送性和高表面积的优点，这是有效覆盖粉末颗粒所必需的。
[0035]对于防粘剂的解团聚作用的另外的备选方案是在防粘剂的输送管线中的文丘里喷嘴，其中，通过高空气速度，以剪切力的形式产生解团聚作用所需要的能量。为了该目的，输送气体(输送空气)进入文丘里喷嘴并且防粘剂同时进入文丘里喷嘴。
[0036]提及的用于解团聚作用的过程变量还可以彼此以任何期望的方式结合。
[0037]优选地,在解团聚作用步骤之后，防粘剂的颗粒尺寸为0.01 μ m至5 μ m,更优选0.05μπι至I μ m，在所有情况下都是指平均粒径。在挤出物的情况下，优选的是解团聚(粉碎)成2 μ m至60 μ m的颗粒尺寸。在解团聚作用步骤之后，可以通过激光粒度测量来测定防粘剂的颗粒尺寸并且将其报道为平均粒径。可以通过Beckman Coulter LS230激光粒子分析器中的散射光测量，用悬浮在水中的防粘剂颗粒来测定平均粒径。还可以通过扫描电子显微镜技术(SEM)来评价颗粒尺寸。
[0038]根据本发明的方法的目的是将团聚体以最大比例解团聚。应该解团聚按重量计至少50%、优选按重量计80%至100%、最优选按重量计约100%的团聚体。
[0039]在干燥相应的聚合物水分散体中的程序还可以使得一种或多种团聚体形式的防粘剂与一种或多种非团聚的防粘剂一起提供给喷雾干燥。在一些情况下，例如，当使用冲击板时，这种措施可以促进解团聚作用。
[0040]在喷雾干燥之后，还可以将非团聚形式的防粘剂加入到干燥的聚合物粉末中。例如，可以在粉末从干燥空气分离(例如，过滤沉淀和/或旋风沉淀)之后进行这种添加。
[0041]在具有旋转雾化器的干燥器(旋转雾化干燥器，圆盘干燥器)的情况下，优选将防粘剂引入到干燥空气(热空气)中。由于在高负载的干燥器下通过计量装置防粘剂难以在干燥器壁下或在干燥器壁顶均匀分布，因此这尤其适用于具有非常高的处理量的喷雾干燥器。
【具体实施方式】
[0042]以下实施例用来进一步说明本发明:
[0043]实施例1:
[0044]在具有含有多孔圆盘(雾化器圆盘)的安装的旋转雾化器(旋转雾化干燥器)且类似于图1的商用喷雾干燥塔(喷雾干燥塔的体积为约500m3，进料速率为约4200kg/h，雾化器圆盘的圆周速度为约140m/s，干燥空气速率为约50000m3/h，对于ABA输送气体速度为40m/s，干燥空气进口温度为约160°C，干燥空气出口温度为约80°C )中，在加入基于共聚物按重量计10%的具有4mPas的Hdppler粘度(在4%的水溶液中，在20°c下IKppler方法，DIN53015)以及88mol%的水解程度的聚乙烯醇水溶液之后，将乙酸乙烯酯/乙烯的水分散体(按重量计80%的乙酸乙烯酯和按重量计20%的乙烯的聚合物组合物，分散体的固体含量为按重量计52%)进行喷雾干燥。在该期间，通过稀释水将进料粘度调节至400mPas至500mPas (在20°C下,通过旋转粘度计以20rpm测定)。将进料预加热至95°C。在干燥器的热空气通道中，在整个喷雾干燥操作期间，基于共聚物和聚乙烯醇，以按重量计10%的总量量入高岭土(Burgess N0.-20_SDR)和碳酸钙(OmyacarbR5GU)的1:1的混合物，以这样的方式将这种混合物引至存在于热空气通道中的冲击板(具有15cm的直径的圆形钢板)(参见图1)上。在此，高岭土以具有100 μ m的平均团聚体尺寸(通过激光粒度测量测定)的喷雾干燥的团聚体形式存在。碳酸钙为具有5 μ m的平均粒径的非团聚形式。
[0045]喷雾干燥在2天之内在没有任何问题的情况下实现并且产生自由流动的、阻塞稳定的粉末。在干燥器壁上没有观察到结块。基于聚合物粉末的总产率，定义为大于1000 μ m的粉末颗粒的筛上料(oversize)(通过具有1000 μ m的筛目尺寸的筛子保留下来的那些)的量为按重量计0.5%。通过扫描电子显微镜，可以验证高岭土有效地覆盖了聚合物粉末的颗粒表面。高岭土是具有约0.5 μ m至I μ m的颗粒尺寸的一次颗粒的形式(从SEM图像评估)。
[0046]比较例1:
[0047]除了卸掉存在于热空气通道中的冲击板之外，程序与实施例1中的相同。
[0048]在2天的时间段内，仍然可以不间断地进行喷雾干燥，但是筛上料(大于1000 μ m的粉末颗粒)的量为按重量计3.1%。此外，在干燥结束之后，检查干燥器显示出明显的壁覆
至JHL ο
[0049]扫描电子显微镜示出了更差的具有防粘剂的聚合物粉末的颗粒表面的覆盖。存在许多具有至少20 μ m的颗粒尺寸的高岭土团聚体(从SEM图像评估)。
[0050]比较例2:
[0051]除了已经以粉碎形式使用高岭土并且卸掉冲击板之外，程序与实施例1中的相同。
[0052]干燥在2天之内在没有任何问题的情况下运行并且产生自由流动的、阻塞稳定的粉末。基于聚合物粉末的总产率，筛上料(大于1000 μ m的粉末颗粒)的量为按重量计0.7%。
[0053]所发现的该步骤的缺点是在储料仓中的磨碎的高岭土中的需要频繁机械解团聚的显著的桥结形成。另外，发现通过螺杆计量的高岭土的可输送性是困难的，这导致较低的恒定的计量率以及因此较高的监测强度。
[0054]实施例2:
[0055]除了在喷雾干燥过程中加入细碎的二氧化硅(HDKk H20)和碳酸钙(0myacarbK5OT)之外，程序与实施例1中的相同。在此，二氧化硅是具有10ym至250μπι的平均团聚体尺寸的团聚体的形式。碳酸钙是具有5μπ?的平均粒径的非团聚形式。在所有情况下，都是通过激光粒度测量测定的。
[0056]在来自实施例1的具有安装的旋转雾化器(旋转雾化干燥器)的喷雾干燥塔中实现喷雾干燥。与实施例1相比，省去了在干燥空气通道中冲击板的安装。压缩空气(输送气体)通过文丘里喷嘴而供入，二氧化硅也从上面供入其中(参见图2)。二氧化硅在防粘剂输送管线中解团聚并且通过环形间隙被引入喷雾干燥器，所述环形间隙被设置在雾化器圆盘之上并且具有自雾化器圆盘的40cm的垂直距离以及4cm的间隙宽度(参见图2)。环形间隙由设置在气缸中完全围绕雾化器壳体的钢板形成。如在实施例1中，通过热空气通道将碳酸钙量入干燥器。基于共聚物和聚乙烯醇，以使得按重量计10%的量的细碎二氧化硅和碳酸钙的1:20的混合物存在于最终产物中的方式来实现细碎硅和碳酸钙的计量加入。[0057]喷雾干燥在2天之内在没有任何问题的情况下实现并且产生自由流动的、阻塞稳定的粉末。即使有的话，在干燥壁上也仅观察到非常小的结块。基于聚合物粉末的总产率，定义为大于1000 μ m的粉末颗粒的筛上料的量为按重量计0.1%。
[0058]通过扫描电子显微镜，可以验证二氧化硅有效地覆盖了颗粒表面。二氧化硅是具有约200nm的颗粒尺寸的一次颗粒的形式(从SEM图像评估)。
[0059]比较例3:
[0060]除了卸掉文丘里喷嘴之外，程序与实施例2中的相同。
[0061]还可以不间断地进行喷雾干燥2天，但是筛上料(大于1000 μ m的粉末颗粒)的量为按重量计2.5%。此外，在干燥结束之后，检查干燥器显示出比实施例2更严重的壁覆盖。
[0062]扫描电子显微镜示出了更差并且较不均匀的具有防粘剂的聚合物粉末的颗粒表面的覆盖。存在许多具有远远超过20 μ m的直径的二氧化硅的团聚体(从SEM图像评估)。
[0063]所有这些实施例表明有效破坏防粘剂团聚体对于干燥处理的无中断运行以及令人满意地粉末质量而言是必要的。
【权利要求】
1.一种通过喷雾干燥聚合物水分散体并且加入防粘剂来生产分散体粉末的方法，其特征在于，通过输送气体将以团聚形式存在并且具有10 μ m至250 μ m的颗粒尺寸或者在以挤出物形式的团聚体的情况下具有5mm至5cm的颗粒尺寸的防粘剂完全或部分供应至所述喷雾干燥并且粉碎成0.01 μ m至5 μ m的颗粒尺寸，或者在挤出物的情况下粉碎成2 μ m至60 μ m的颗粒尺寸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过安装在输送管线中的冲击式粉碎机来实现所述防粘剂的粉碎。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将装载有防粘剂的所述输送气体引导至一个或多个冲击板上来实现所述防粘剂的粉碎。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冲击板被安装在防粘剂输送管线中、热空气通道中和/或干燥塔中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在文丘里喷嘴中实现所述防粘剂的粉碎。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以任意组合来进行根据权利要求2至5中限定的粉碎方法。
7.根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于，在输送管线中将所有或一些所述防粘剂输送到干燥塔中。
8.根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于，通过输送管线将所有或一些所述防粘剂加入至在热空气通道中提供用于干燥的热空气。
9.根据权利要求1至8所述的方法，其特征在于，将以团聚体形式存在的一种或多种防粘剂以与一种或多种非团聚防粘剂的混合物供应至所述喷雾干燥。
10.根据权利要求1至8所述的方法，其特征在于，在所述喷雾干燥之后，将以非团聚形式存在的一种或多种防粘剂加入至干燥聚合物粉末。
【文档编号】B01J2/04GK103648630SQ201280035204
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月23日 优先权日:2011年8月1日
【发明者】迈克尔·赫伯特, 约亨·林, 斯特凡·基拉特, 贝恩德·格斯滕贝格尔 申请人:瓦克化学股份公司