Редиспергируемая в воде порошковая композиция пленкообразующих полимеров, способ ее получения и псевдолатекс на ее основе

Номер патента: 1896

Опубликовано: 22.10.2001

Авторы: Коломбе Жан-Франсуа, Морван Микель, Герэн Жилль

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Редиспергируемая в воде порошковая композиция, включающая

порошок, по крайней мере, одного водонерастворимого пленкообразующего полимера, полученного, по крайней мере, из одного этиленоненасыщенного мономера,

по крайней мере, одно неионогенное поверхностно-активное вещество, выбираемое из полиоксиалкиленированных производных,

по крайней мере, один водорастворимый полиэлектролит, выбираемый из слабых поликислот с рK от 3 до 6 в форме свободной кислоты.

2. Порошковая композиция по п.1, в которой водонерастворимый пленкообразующий полимер выбирают из виниловых или акрилатных гомополимеров и винилацетатных, бутадиенстирольных, акрилатстирольных, акрилатных и бутадиенакрилатстирольных сополимеров.

3. Порошковая композиция по п.1 или 2, в которой водонерастворимый пленкообразующий полимер имеет уровень поверхностной кислотности не более 100 микроэквивалентов функциональных групп - СООН на 1 г полимера.

4. Порошковая композиция по любому из пп.1-3, в которой неионогенное поверхностно-активное вещество выбирают из:

этоксилированных или этокси/пропоксилированных жирных спиртов;

этоксилированных или этокси/пропоксилированных триглицеридов;

этоксилированных или этокси/пропоксилированных жирных кислот;

этоксилированных или этокси/пропоксилированных сложных эфиров сорбитана;

этоксилированных или этокси/пропоксилированных жирных аминов;

этоксилированных или этокси/пропоксилированных бис(1-фенилэтил)фенолов;

этоксилированных или этокси/пропоксилированных трис(1-фенилэтил)фенолов;

этоксилированных или этокси/пропоксилированных алкилфенолов.

5. Порошковая композиция по любому из пп.1-4, в которой водорастворимый полиэлектролит выбирают из слабых поликислот органического происхождения с рK от 3 до 6, получаемых полимеризацией мономеров, имеющих следующую общую формулу

Рисунок 1

где R1-R4 могут быть одинаковыми или разными и представляют собой Н, СН3, СО2Н или (СН2)nСO2Н с n=0-4.

6. Порошковая композиция по п.5, в которой полиэлектролиты имеют среднемассовую молекулярную массу менее 20000 г/моль.

7. Порошковая композиция по любому из пп.1-6, дополнительно включающая, по крайней мере, одно ионогенное поверхностно-активное вещество.

8. Порошковая композиция по любому из пп.1-7, в которой количество порошка пленкообразующего полимера составляет от 40 до 90 маc.ч. на 100 маc.ч порошковой композиции.

9. Порошковая композиция по любому из пп.1-8, в которой количество неионогенного поверхностно-активного вещества составляет от 1 до 20 маc.ч. на 100 маc.ч. порошковой композиции.

10. Порошковая композиция по любому из пп.1-9, в которой количество водорастворимого полиэлектролита составляет от 7 до 50 маc.ч. на 100 маc.ч. порошковой композиции.

11. Порошковая композиция по любому из пп. 7-10, в которой массовое отношение неионогенного поверхностно-активного вещества и дополнительного поверхностно-активного вещества составляет от 5 до 10.

12. Порошковая композиция по любому из пп.1-11, в которой массовое отношение неионогенного поверхностно-активного вещества и водорастворимого полиэлектролита составляет от 30:70 до 10:90.

13. Порошковая композиция по любому из пп.1-12, дополнительно включающая порошкообразный минеральный наполнитель с размером частиц менее 10 мкм, предпочтительно, менее 3 мкм.

14.Способ получения порошковой композиции по любому из пп.1-13, включающий

удаление воды из водной эмульсии, включающей водонерастворимый пленкообразующий полимер, полученный водноэмульсионной полимеризацией, по крайней мере, одно неионогенное поверхностно-активное вещество, по крайней мере, один водорастворимый полиэлектролит, выбираемый из слабых поликислот с рК от 3 до 6 в форме свободной кислоты и, необязательно, по крайней мере, одно дополнительное поверхностно-активное вещество или один антислеживатель, и

распыление сухого остатка с образованием частиц порошка желаемого размера.

15. Способ по п.14, в котором сухой остаток составляет от 30% до 70 маc.% водной эмульсии.

16. Способ по любому из пп.14 и 15, в котором сушку осуществляют путем распыления.

17. Способ по п.16, в котором все количество или часть минерального наполнителя вводят на стадии распыления.

18. Псевдолатекс, полученный редиспергированием в воде порошковой композиции по любому из пп.1-13.

19. Применение псевдолатекса по п.18 или порошковой композиции по любому из пп.1-13 в качестве добавок к гидравлическим связующим, адгезивам, краскам и композициям для покрытий бумаги.

Текст

Смотреть все

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к редиспергируемым в воде порошкам пленкообразующих полимеров, полученных из мономеров с этиленовой ненасыщенностью, к способу их получения и их применению. Уровень техники Редиспергируемые порошки, полученные распылительной сушкой дисперсий акриловых пленкообразующих полимеров, и в частности,дисперсий полимеров виниловых сложных эфиров, являются известными. Пленкообразующие полимеры, полученные из мономеров с этиленовой ненасыщенностью, часто используются в качестве активирующих веществ в композициях неорганических гидравлических связующих для улучшения их применения и их свойств после затвердевания, таких как адгезия к различным подложкам,водонепроницаемость, эластичность и механические свойства. Преимущество редиспергируемых порошков по сравнению с водными дисперсиями состоит в том, что они могут быть предварительно смешаны с цементом с образованием готовых к применению порошковых композиций, которые используются, например, для изготовления строительных растворов и бетонов, предназначенных для скрепления с строительными материалами, или для изготовления клеевых бетонов, или для получения защитных и декоративных покрытий для внутренней или наружной отделки зданий. Для получения порошков, не агломеризующихся в процессе хранения под воздействием давления и температуры, удовлетворительно способных редиспергироваться в воде, в них обычно вводят относительно большие количества инертных веществ и защитных коллоидов. Таким образом, было уже предложено вводить в дисперсии перед распылением продукты конденсации меламин/формальдегид/сульфоната (US-A-3784648) или нафталин/формальдегид/сульфоната (DE-A-3143070) и/или сополимеры винилпирролидона и винилацетата (ЕР 078449). Французский патент FR-A-2245723 относится к стабильному и вододиспергируемому препарату, высушенному вымораживанием, содержащему порошок полимерного латекса и водорастворимого диспергатора, которым является сахарид. Сущность изобретения Целью настоящего изобретения является разработка новой порошковой композиции, которая способна полностью или почти полностью повторно растворяться в воде, на основе пленкообразующего полимера, полученного из мономеров с этиленовой ненасыщенностью. Другой целью настоящего изобретения является получение редиспергируемого порошка 2 указанного выше типа, стабильного при хранении без агломерации. Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа получения порошков указанного выше типа из латексов пленкообразующего полимера. Еще одной целью настоящего изобретения является разработка редиспергируемого порошка указанного выше типа, который в порошкообразной форме или после редиспергирования,например, в воде в виде псевдолатекса используется во всех областях применения латексов для получения покрытий (в частности, красок,композиций для покрытия бумаг) или адгезивных композиций (в частности, адгезивов, чувствительных к давлению, и адгезивов для черепицы). Еще одной целью настоящего изобретения является разработка редиспергируемого порошка указанного выше типа (или его псевдолатексного производного), особенно, для использования в качестве добавок к гидравлическим связующим типа строительного раствора или типа бетона. Эти и другие цели достигаются настоящим изобретением, которое относится к редиспергируемой в воде композиции, включающей- порошок, по крайней мере, одного водонерастворимого пленкообразующего полимера,полученного, по крайней мере, из одного мономера с этиленовой ненасыщенностью; по крайней мере, одно неионогенное поверхностно-активное вещество, выбранное из полиоксиалкиленированных производных; по крайней мере, один водорастворимый полиэлектролит, выбираемый из слабых поликислот с рК от 3 до 6 в форме свободной кислоты. Предметом изобретения является, кроме того, способ получения таких композиций,включающий удаление воды из водной эмульсии, включающей водонерастворимый пленкообразующий полимер, полученный водоэмульсионной полимеризацией, по крайней мере, один полиэлектролит и, необязательно, по крайней мере,одно дополнительное поверхностно-активное вещество или один антислеживатель; и распыление сухого остатка в порошок с желаемым размером частиц. Композиции согласно изобретению обладают преимуществом самопроизвольного редиспергирования в воде с получением эмульсии,снова имеющей размер частиц, близкий к размеру частиц исходной эмульсии. Другие преимущества и характеристики изобретения станут более очевидными при прочтении описания и последующих примеров. Изобретение относится, в первую очередь,к редиспергируемой в воде порошковой композиции, включающей- порошок, по крайней мере, одного водонерастворимого пленкообразующего полимера,полученного, по крайней мере, из одного мономера с этиленовой ненасыщенностью; по крайней мере, одно неионогенное поверхностно-активное вещество, выбранное из полиоксиалкиленированных производных;- по крайней мере, один полиэлектролит,выбираемый из слабых поликислот с рК от 3 до 6 в форме свободной кислоты. Водонерастворимые пленкообразующие полимеры получают из мономеров с этиленовой ненасыщенностью, в частности, винилового и/или акрилатного типа. Водонерастворимыми пленкообразующими полимерами являются, предпочтительно,виниловые или акрилатные гомополимеры или винилацетатные, стирол-бутадиеновые, стиролакрилатные, акрилатные и стирол-бутадиенакрилатные сополимеры. Пленкообразующие полимеры, предпочтительно, имеют температуру стеклования между приблизительно -20 С и 50 С, предпочтительно,между 0 С и 40 С. Эти полимеры могут быть получены известным per se образом эмульсионной полимеризацией мономеров с этиленовой ненасыщенностью с использованием инициаторов полимеризации - и в присутствии стандартных эмульгаторов и/или диспергаторов. Содержание полимера в эмульсии обычно лежит между 30 и 70 маc.% и, например, между 35 и 65 маc.%. В качестве мономеров могут быть указаны виниловые сложные эфиры и, в частности, винилацетат; алкилакрилаты и метакрилаты, в которых алкил-группа содержит от 1 до 10 углеродных атомов, например, метил-, этил-, нбутил- и 2-этилгексилакрилаты и метакрилаты; и винилароматические мономеры, особенно,стирол. Эти мономеры могут быть сополимеризованы с одним другим или другими мономерами с этиленовой ненасыщенностью. В качестве неограничивающих примеров мономеров, которые могут быть сополимеризованы с винилацетатом и/или акриловыми сложными эфирами, и/или стиролом, могут быть указаны этилен и олефины, такие как изобутен; виниловые сложные эфиры насыщенных разветвленных или неразветвленных монокарбоновых кислот, имеющих от 1 до 12 углеродных атомов, такие как винилпропионат, Версатат(зарегистрированная торговая марка сложных эфиров разветвленных С 9-11-кислот), пивалат и лаурат, сложные эфиры ненасыщенных моно- и дикарбоновых кислот, имеющих 3-6 углеродных атомов, с алканолами, имеющими от 1 до 10 углеродных атомов, такие как метил-, этил-,бутил- и этилгексилмалеаты и фумараты; винилароматические мономеры, такие как метилстиролы и винилтолуолы; винилгалоиды, такие как винилхлорид и винилиденхлорид; и диолефины,особенно, бутадиен. 4 Эмульсионную полимеризацию мономеров осуществляют в присутствии эмульгатора и инициатора полимеризации. Используемые мономеры могут быть введены в виде смеси или отдельно и одновременно в реакционную среду, либо совсем сразу перед началом полимеризации, либо в процессе полимеризации в последовательных фракциях или непрерывным образом. В качестве эмульгатора обычно используют традиционные анионные вещества, представленные, в частности, солями жирных кислот, алкилсульфатами, алкилсульфонатами,алкиларилсульфатами, алкиларилсульфонатами,арилсульфатами, арилсульфонатами, сульфосукцинатами, алкилфосфатами щелочных металлов и солями абиетиновой кислоты, гидрированными или иными. Их используют в количестве от 0,01 до 5 маc.% по отношению к общей массе мономеров. Инициатор эмульсионной полимеризации,который является водорастворимым, представляет собой, например, гидроперекиси, такие как перекись водорода, гидроперекись кумила, гидроперекись диизопропилбензола и гидроперекись параментана, и персульфатами, такими как персульфат натрия, персульфат калия и персульфат аммония. Его используют в количествах между 0,05 и 2 маc.% по отношению к общей массе мономеров. Эти инициаторы не обязательно используются в комбинации с восстановителем, таким как бисульфит натрия или формальдегидбисульфит натрия, полиэтиленамины, сахара, а именно, глюкоза или сахароза, и соли металлов. Количество используемого восстановителя варьирует от 0 до 3 маc.% по отношению к общей массе мономеров. Реакционная температура, которая зависит от используемого инициатора, обычно находится между 0 и 100 С и, предпочтительно, между 30 и 70 С. Агент переноса цепи можно использовать в количестве в пределах от 0 до 3 маc.% по отношению к мономеру (мономерам), обычно выбираемому из меркаптанов, таких как Nдодецилмеркаптан и третдодецилмеркаптан; циклогексана; и галогенированных углеводородов, таких как хлороформ, бромоформ и тетрахлорид углерода. Он обеспечивает возможность регулировать количество привитого полимера и длину привитых молекулярных цепей. Его вводят в реакционную среду либо перед полимеризацией, либо в процессе полимеризации. В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения пленкообразующий полимер композиции согласно изобретению имеет поверхность, которая является только слегка карбоксилированной, а, следовательно, низкий уровень поверхностной кислотности. Таким образом, он, предпочтительно, имеет уровень поверхностной кислотности не более 100 микроэквивалентов -СООН-функциональ 5 ностей на 1 г полимера, предпочтительно, не более 50 микроэквивалентов -СООН-функциональностей на 1 г полимера. Порошковые композиции согласно изобретению также включают, по крайней мере, одно неионогенное поверхностно-активное вещество,выбранное из полноксиалкиленированных производных. В частности, могут быть указаны этоксилированные или этокси/пропоксилированные жирные спирты; этоксилированные или этокси/пропоксилированные триглицериды; этоксилированные или этокси/пропоксилированные жирные кислоты; этоксилированные или этокси/пропоксилированные сложные сорбитанэфиры; этоксилированные или этокси/пропоксилированные жирные амины; этоксилированные или этокси/пропоксилированные бис(1-фенилэтил)фенолы; этоксилированные или этокси/пропоксилированные трис(1-фенилэтил)фенолы; этоксилированные или этокси/пропоксилированные алкилфенолы. Число этоксильных (ЭО) и/или пропоксильных (ПО) единиц в неионогенных поверхностно-активных веществах обычно составляет от 2 до 100, в зависимости от желаемого гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ). В частности, число ЭО и/или ПО единиц лежит между 2 и 50. Предпочтительно,число ЭО и/или ПО единиц находится между 10 и 50. Этоксилированные или этокси/пропоксилированные жирные спирты обычно содержат от 6 до 22 углеродных атомов, причем ЭО и ПО единицы исключаются из этого числа. Предпочтительно, этими единицами являются этоксиединицы. Этоксилированные или этокси/пропоксилированные триглицериды могут быть триглицеридами растительного или животного происхождения (такие как лярд, твердый жир, арахисовое масло, маргарин, хлопковое масло,льняное масло, оливковое масло, рыбий жир,пальмовое масло, масло из виноградных косточек, соевое масло, касторовое масло, рапсовое масло, масло из копры кокоса, кокосовое масло) и являются, предпочтительно, этоксилированными. Этоксилированными или этокси/пропоксилированными жирными кислотами являются сложные эфиры жирных кислот (таких как, например, олеиновая кислота, стеариновая кислота) и являются, предпочтительно, этоксилированными. Этоксилированные или этокси/пропоксилированные сложные сорбитанэфиры являются циклизованными сложными эфирами сорбита жирной кислоты, содержащей от 10 до 20 углеродных атомов, такой как лауриновая кислота, стеариновая кислота или олеиновая ки 001896 6 слота, и являются, предпочтительно, этоксилированными. В настоящем изобретении термин "этоксилированный триглицерид" применяется как к продуктам, полученным этоксилированием триглицерида этиленоксидом, так и к продуктам, полученным переэтерификацией триглицерида полиэтиленгликолем. Аналогично, термин "этоксилированная жирная кислота" включает как продукты, полученные этоксилированием жирной кислоты этиленоксидом, так и продукты, полученные переэтерификацией жирной кислоты полиэтиленгликолем. Этоксилированные или этокси/пропоксилированные жирные амины обычно имеют от 10 до 22 углеродных атомов, причем ОЭ и ОП единицы исключаются из этого числа, и являются, предпочтительно, этоксилированными. Этоксилированные или этокси/пропоксилированные алкилфенолы обычно имеют 1 или 2 линейных или разветвленных алкилгруппы, имеющих 4-12 углеродных атомов. В качестве примера, в частности, могут быть указаны октил-, нонил- или додецилгруппы. В качестве примеров неионогенных поверхностно-активных веществ из этоксилированных или этокси/пропоксилированных алкилфенолов могут быть указаны группы этоксилированных бис(1-фенилэтил)фенолов и этоксилированных или этокси/пропоксилированных трис(1-фенилэтил)фенолов, в частности этоксилированный бис(1-фенилэтил)фенол с 5 ЭО единиц,этоксилированный бис(1-фенилэтил)фенол с 10 ЭО единиц, этоксилированный трис(1-фенилэтил)фенол с 16 ЭО единиц, этоксилированный трис(1-фенилэтил)фенол с 20 ЭО единиц,этоксилированный трис(1-фенилэтил)фенол с 25 ЭО единиц, этоксилированный трис(1-фенилэтил)фенол с 40 ЭО единиц, этокси/пропоксилированные трис(1-фенилэтил)фенолы с 25 (ЭО+ПО) единиц, этоксилированный нонилфенол с 2 ЭО единиц, этоксилированный нонилфенол с 4 ЭО единиц, этоксилированный нонилфенол с 6 ЭО единиц, этоксилированный нонилфенол с 9 ЭО единиц, этокси/пропоксилированные нонилфенолы с 25 (ЭО+ПО) единиц, этокси/пропоксилированные нонилфенолы с 30 (ЭО+ПО) единиц, этокси/пропоксилированные нонилфенолы с 40 (ЭО+ПО) единиц, этокси/пропоксилированные нонилфенолы с 55 (ЭО+ПО) единиц и этокси/пропоксилированные нонилфенолы с 80 (ЭО+ПО) единиц. Порошковые композиции согласно изобретению также включают, по крайней мере, один полиэлектролит, выбираемый из слабых поликислот с рК 3-6 в форме свободной кислоты. Подразумевается, что слабая поликислота означает поликислоту с рК от 3 до 6. 7 Например, это соединение является твердым. Согласно одному из вариантов воплощения изобретения полиэлектролит выбирают из поликислот органического происхождения, полученных полимеризацией мономеров, имеющих следующую общую формулу: где R1-R4 могут быть одинаковыми или разными и представляют собой Н, СН 3, СO2 Н или(СН 2)nСO2 Н с n=0-4. В качестве неограничивающих примеров могут быть указаны, например, акриловая, метакриловая, малеиновая, фумаровая, итаконовая и кретоновая кислоты. Для изобретения пригодными также являются сополимеры, полученные из мономеров,соответствующих вышеуказанной общей формуле, и сополимеры, полученные с использованием этих мономеров и других мономеров, особенно, винилпроизводных, таких как виниловые спирты и виниловые амиды, такие как винилпирролидон. Могут быть также указаны сополимеры, полученные из алкилвинилового простого эфира и малеиновой кислоты, а также сополимеры, полученные из винилстирола и малеиновой кислоты, которые описаны, в частности, в энциклопедии Кирк-Отмера "Encyclopediainsterscience publication, 1982. Для изобретения также являются пригодными пептидные полимеры, получаемые поликонденсацией аминокислот, в частности, аспарагиновой и глутаминовой кислот, или получаемые из предшественников диаминодикислот. Этими полимерами могут быть либо гомополимеры, полученные из аспарагиновой или глутаминовой кислоты, либо сополимеры, полученные из аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты в любых пропорциях, или сополимеры,полученные из аспарагиновой и/или глутаминовой кислоты и других аминокислот. Среди аминокислот, которые могут быть сополимеризованы, могут быть указаны глицин, аланин, лейцин,изолейцин, фенилаланин, метионин, гистидин,пролин, лизин, серин, треонин, цистеин и т.д. Предпочтительно полиэлектролиты имеют низкую степень полимеризации. Среднемассовая молекулярная масса полиэлектролитов составляет менее 20000 г/моль. Предпочтительно, она находится между 1000 и 5000 г/моль. Естественно, можно использовать различные комбинации вышеуказанных полиэлектролитов. 8 Порошковые композиции согласно изобретению могут также включать дополнительное ионогенное поверхностно-активное вещество. Дополнительными ионогенными поверхностно-активными веществами могут быть, например, амфотерные поверхностно-активные вещества, алкилбетаины, алкилдиметилбетаины,алкиламидопропилбетаины,алкиламидопропилдиметилбетаины, алкилтриметилсульфобетаины, производные имидазолина, такие как алкиламфоацетаты, алкиламфодиацетаты, алкиламфопропионаты,алкиламфодипропионаты,алкилсултены или алкиламидопропилгидроксисултены, и продукты конденсации жирных кислот и гидролизатов протеина, амфотерные производные адкилполиаминов, такие как Амфионик XL, поставляемый фирмой Рон-Пуленк,и Амфолак 7 Т/Х и Амфолак 7 С/Х, поставляемые фирмой Берол Нобел. Композиции согласно изобретению могут также включать, по крайней мере, одно дополнительное анионное поверхностно-активное вещество. Таким образом, можно использовать водорастворимые соли алкилсульфатов и алкил(простой эфир)сульфатов, алкилэтионаты и алкилтауриды или их соли, алкилкарбоксилаты,алкилсульфосукцинаты или алкилсукцинаматы,алкилсаркоцинаты, алкилпроизводные гидролизатов протеина, ациласпартаты и алкил- и/или алкил(простой эфир) и/или алкиларил(простой эфир)фосфатные сложные эфиры. Катионом является, в основном, щелочной металл или щелочно-земельный металл, такой как натрий, калий, литий или магний, или аммониевая группа NR4+ с радикалами R, которые могут быть одинаковыми или различными,представляющими алкил-радикал, замещенный(или иной) атомом кислорода или азота. Порошковая композиция согласно изобретению может также включать стандартную добавку, в зависимости от области применения указанных композиций. Содержание порошка пленкообразующего полимера в порошковых композициях согласно изобретению составляет, предпочтительно от 40 до 90 маc.ч. по отношению к массе порошковой композиции. Согласно одному из вариантов воплощения изобретения содержание порошка пленкообразующего полимера составляет не менее 70 маc.ч. Количество неионогенного поверхностноактивного вещества в порошковой композиции составляет от 0,2 до 30 маc.ч., предпочтительно от 1 до 20 маc.ч., более предпочтительно, от 2 до 10 маc.ч. Количество водорастворимого соединения в порошковой композиции составляет от 7 до 50 маc.ч. и согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения - от 8 до 25 маc.ч. Массовое соотношение между неионогенным поверхностно-активным веществом и полиэлектролитом составляет от 30:70 до 10:90. 9 Если порошковая композиция согласно изобретению включает, по крайней мере, одно дополнительное поверхностно-активное вещество, массовое соотношение между неионогенным поверхностно-активным веществом и дополнительным поверхностно-активным веществом (веществами) составляет от 5 до 10. Композиция согласно изобретению может дополнительно включать, по крайней мере, один минеральный наполнитель с размером частиц менее около 10 мкм, предпочтительно, менее 3 мкм. В качестве минерального наполнителя рекомендуется использовать наполнитель, выбираемый, например, из карбоната кальция, каолина, сульфата бария, оксида титана, талька,гидратированного оксида алюминия, бентонита и сульфоалюмината кальция (белый пигмент) и двуокиси кремния. Присутствие минеральных наполнителей облегчает получение порошка и улучшает его стабильность при хранении в результате предотвращения агломерации порошка, т.е. так называемого комкования. Минеральный наполнитель можно добавлять непосредственно к порошковой композиции или в процессе получения композиции. Количество минерального наполнителя составляет от 0,5 до 60, предпочтительно, от 10 до 20 маc.ч. на 100 ч. порошка водонерастворимого пленкообразующего полимера. Полученные порошковые композиции стабильны при хранении; легко редиспергируются в воде с образованием псевдолатекса и могут быть использованы как непосредственно в порошкообразной форме, так и в виде латекса во всех известных областях применения латексов. Далее будет описан способ получения порошковой композиции. Как уже было упомянуто выше, способ включает удаление воды из водной эмульсии, включающей водонерастворимый пленкообразующий полимер, полученный водоэмульсионной полимеризацией, и, по крайней мере, одно неионогенное поверхностно-активное вещество,по крайней мере, один полиэлектролит, выбираемый из поликислот с рК 3-6 в форме свободной кислоты и, необязательно, по крайней мере,одно дополнительное поверхностно-активное вещество или один антислеживатель; и- распыление сухого остатка в порошок с частицами желаемого размера. Стандартные добавки, если они используются, могут быть введены в процессе образования эмульсии. Способ начинается с водной эмульсии порошка водонерастворимого пленкообразующего полимера, полученного эмульсионной полимеризацией, как определено выше. Этот тип эмульсии обычно называется латексом. 10 В водную эмульсию вводят другие компоненты порошковой композиции: неионогенное поверхностно-активное вещество, полиэлектролит, выбираемый из поликислот с рК 3-6 в форме свободной кислоты и необязательно, дополнительное поверхностно-активное вещество и/или антислеживатель. Соотношение различных компонентов выбирают так, чтобы получить сухие порошковые композиции с составом,указанным выше. Предпочтительно, способ начинается с эмульсии, сухой остаток которой(пленкообразующий полимер + неионогенное поверхностно-активное вещество + антислеживатель) составляет от 10 до 70 маc.% более предпочтительно, от 40 до 60%. Затем из этой эмульсии удаляют воду, и полученный продукт распыляют для получения порошка. Удаление воды из латексной эмульсии и получение порошка можно осуществлять как последовательно, так и одновременно. Таким образом, можно использовать способ вымораживания с последующей стадией сублимации или лиофилизации, сушки или сушки распылением (сушки в процессе распыления). Сушка распылением является предпочтительным способом, поскольку обеспечивает получение порошка с желаемым размером частиц без необходимости вводить стадию измельчения. Размер частиц порошка обычно составляет менее 500 мкм. Сушку распылением можно осуществлять обычным образом в любом из известных устройств, таком как, например, распылительная башня, комбинирующая распыление, осуществляемое с помощью сопла или центробежного насоса потоком горячего газа. Температура на входе горячего газа (обычно, воздуха) в головке колонны составляет,предпочтительно, от 100 до 115 С, а температура на выходе составляет, предпочтительно, от 55 до 65 С. Минеральный наполнитель можно добавлять к водной эмульсии исходного полимера. Весь или часть минерального наполнителя можно также добавлять в процессе сушки распылением. Наконец, можно добавлять минеральный наполнитель прямо в конечную порошковую композицию. В большинстве случаев порошковые композиции согласно изобретению полностью редиспергируются в воде при комнатной температуре при простом перемешивании. Термин"полностью редиспергируемый" означает, что после добавления соответствующего количества воды к порошку согласно изобретению образуется латекс, размер частиц которого практически такой же, как и размер частиц латекса в исходной эмульсии. Изобретение также относится к псевдолатексу, полученному редиспергированием в воде порошковой композиции. Наконец, изобретение относится к применению порошковых композиций согласно изобретению в строительстве в качестве добавок к смесям неорганических гидравлических связующих для получения защитных и декоративных покрытий, адгезивных строительных растворов и адгезивных цементов, предназначенных для прикрепления черепицы и покрытий пола. Наиболее предпочтительно композиции согласно изобретению используют для получения готовых к применению порошкообразных продуктов на основе цемента или гипса. Порошковые композиции согласно изобретению или полученные из них псевдолатексы можно также использовать во всех других областях применения латексов, особенно в области адгезивов, покрытий бумаги и красок. Порошковые композиции согласно изобретению дополнительно могут содержать стандартные добавки, например, биоциды, микробиостаты,бактериостатики и силиконовые и органические пеногасители. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Приведенные далее примеры иллюстрируют изобретение, однако без ограничения его объема. Пример 1. В смесителе получали эмульсию следующего состава: Стирол-бутадиеновый латекс Этоксилированный нонилфенол (10 ЭО) Полиакриловая кислота (МN = 2000) Вода Стирол-бутадиеновый латекс имеет сухой остаток 50 маc.%. Он был получен эмульсионной полимеризацией смеси, состоящей из 58 маc.% стирола и 42 маc.% бутадиена. Средний размер частиц полимерных частиц, определенный с использованием гранулометра Брукхавена, составлял 0,12 мкм. Его поверхность была только слегка карбоксилированной: его поверхностный заряд составлял 30 микроэквивалентов-СООН-функциональностей на 1 г полимера.Этоксилированный нонилфенол поставляет компания Рон-Пуленк под торговой маркой Сопрофор ВС 10.Полиакриловую кислоту поставляет компания Олдрич. 1 кг полученной эмульсии распыляли в обычных условиях распылительной колонны типа NIRO (115 С на входе и 60 С на выходе). Эмульсию сораспыляли в присутствии дисперсии каолина таким образом, что количество каолина в конечном продукте составляло 12 маc.%. Конечный продукт представляет собой сыпучий порошок,состоящий из более или менее сферических частиц,имеющих следующие характеристики: размер частиц - от 10 до 100 мкм,сухой остаток порошка - 99%, 12 массовый состав сухого порошка: Стирол-бутадиеновый латекс Этоксилированный нонилфенол Полиакриловая кислота Каолин Вода Распыленный продукт самопроизвольно редиспергировался в воде при комнатной температуре. Средний размер частиц полученной эмульсии, измеренный с использованием гранулометра Брукхавена, составлял 0,13 мкм. Сравнительный пример. В смесителе получали эмульсию следующего состава: маc.% Стирол-бутадиеновый латекс Наблюдалось существенное увеличение вязкости и флокуляция композиции. Композицию высушивали при 50 С в течение 10 мин. Полученный порошок с размером частиц 200m не был способен к редиспергированию в воде. Пример 2. В смесителе получали эмульсию следующего состава: Стирол-бутадиеновый латекс Этоксилированный нонилфенол (30 ЭО) Полиакриловая кислота (МN = 2000) Вода Этоксилированный нонилфенол поставляет компания Рон-Пуленк. Остальные компоненты те же, что и в примере 1. Смесь распыляли с помощью устройства BUCHI с температурой на входе 110 С и температурой на выходе 70 С. Полученный после распыления порошок самопроизвольно редиспергировался в воде. Размер частиц полученного псевдолатекса был идентичен размеру частиц исходного латекса. Пример 3. В смесителе получали эмульсию следующего состава: Стирол-бутадиеновый латекс Этоксилированный нонилфенол (10 ЭО) Полиакриловая кислота (MW = 5000) Вода Полиакриловую кислоту поставляет компания Олдрич в виде раствора с концентрацией 50 маc.% в воде. Остальные компоненты те же, что и в примере 1. Смесь распыляли с помощью устройст 13 ва BUCHI с температурой на входе 110 С и температурой на выходе 70 С. Полученный после распыления порошок спонтанно редиспергировался в воде. Размер частиц полученного псевдолатекса был идентичным размеру частиц исходного латекса. Пример 4. В смесителе получали эмульсию следующего состава: Стирол-бутадиеновый латекс Этоксилированный нонилфенол (10 ЭО) Полиитаконовая кислота (MW = 2000) Вода Полиитаконовую кислоту поставляет компания Рон-Пуленк. Остальные компоненты те же,что и в примере 1. Смесь распыляли таким же образом, как и в примере 1. Получали порошок, который самопроизвольно редиспергировался в воде. Средний размер частиц полученного псевдолатекса соответствовал среднему размеру частиц исходного латекса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Редиспергируемая в воде порошковая композиция, включающая порошок, по крайней мере, одного водонерастворимого пленкообразующего полимера,полученного, по крайней мере, из одного этиленоненасыщенного мономера,по крайней мере, одно неионогенное поверхностно-активное вещество, выбираемое из полиоксиалкиленированных производных,по крайней мере, один водорастворимый полиэлектролит, выбираемый из слабых поликислот с рК от 3 до 6 в форме свободной кислоты. 2. Порошковая композиция по п.1, в которой водонерастворимый пленкообразующий полимер выбирают из виниловых или акрилатных гомополимеров и винилацетатных, бутадиенстирольных, акрилатстирольных, акрилатных и бутадиенакрилатстирольных сополимеров. 3. Порошковая композиция по п.1 или 2, в которой водонерастворимый пленкообразующий полимер имеет уровень поверхностной кислотности не более 100 микроэквивалентов функциональных групп - СООН на 1 г полимера. 4. Порошковая композиция по любому из пп.1-3, в которой неионогенное поверхностноактивное вещество выбирают из: этоксилированных или этокси/пропоксилированных жирных спиртов; этоксилированных или этокси/пропоксилированных триглицеридов; этоксилированных или этокси/пропоксилированных жирных кислот; этоксилированных или этокси/пропоксилированных сложных эфиров сорбитана; 14 этоксилированных или этокси/пропоксилированных жирных аминов; этоксилированных или этокси/пропоксилированных бис(1-фенилэтил)фенолов; этоксилированных или этокси/пропоксилированных трис(1-фенилэтил)фенолов; этоксилированных или этокси/пропоксилированных алкилфенолов. 5. Порошковая композиция по любому из пп.1-4, в которой водорастворимый полиэлектролит выбирают из слабых поликислот органического происхождения с рК от 3 до 6, получаемых полимеризацией мономеров, имеющих следующую общую формулу:R1-R4 могут быть одинаковыми или разными и представляют собой Н, СН 3, СО 2 Н или(СН 2)nСO2 Н с n=0-4. 6. Порошковая композиция по п.5, в которой полиэлектролиты имеют среднемассовую молекулярную массу менее 20000 г/моль. 7. Порошковая композиция по любому из пп.1-6, дополнительно включающая, по крайней мере, одно ионогенное поверхностно-активное вещество. 8. Порошковая композиция по любому из пп. 1-7, в которой количество порошка пленкообразующего полимера составляет от 40 до 90 маc.ч. на 100 маc.ч порошковой композиции. 9. Порошковая композиция по любому из пп.1-8, в которой количество неионогенного поверхностно-активного вещества составляет от 1 до 20 маc.ч. на 100 маc.ч. порошковой композиции. 10. Порошковая композиция по любому из пп.1-9, в которой количество водорастворимого полиэлектролита составляет от 7 до 50 маc.ч. на 100 маc.ч. порошковой композиции. 11. Порошковая композиция по любому из пп. 7-10, в которой массовое отношение неионогенного поверхностно-активного вещества и дополнительного поверхностно-активного вещества составляет от 5 до 10. 12. Порошковая композиция по любому из пп.1-11, в которой массовое отношение неионогенного поверхностно-активного вещества и водорастворимого полиэлектролита составляет от 30:70 до 10:90. 13. Порошковая композиция по любому из пп.1-12, дополнительно включающая порошкообразный минеральный наполнитель с размером частиц менее 10 мкм, предпочтительно, менее 3 мкм. 14.Способ получения порошковой композиции по любому из пп.1-13, включающий удаление воды из водной эмульсии, включающей водонерастворимый пленкообразую 15 щий полимер, полученный водноэмульсионной полимеризацией, по крайней мере, одно неионогенное поверхностно-активное вещество, по крайней мере, один водорастворимый полиэлектролит, выбираемый из слабых поликислот с рК от 3 до 6 в форме свободной кислоты и, необязательно, по крайней мере, одно дополнительное поверхностно-активное вещество или один антислеживатель, и распыление сухого остатка с образованием частиц порошка желаемого размера. 15. Способ по п.14, в котором сухой остаток составляет от 30 до 70 маc.% водной эмульсии. 16 16. Способ по любому из пп.14 и 15, в котором сушку осуществляют путем распыления. 17. Способ по п.16, в котором все количество или часть минерального наполнителя вводят на стадии распыления. 18. Псевдолатекс, полученный редиспергированием в воде порошковой композиции по любому из пп.1-13. 19. Применение псевдолатекса по п.18 или порошковой композиции по любому из пп.1-13 в качестве добавок к гидравлическим связующим, адгезивам, краскам и композициям для покрытий бумаги.

МПК / Метки

МПК: C09D 5/02, C04B 40/00, C08K 5/06, C08L 57/00

Метки: редиспергируемая, основе, псевдолатекс, композиция, воде, получения, пленкообразующих, порошковая, способ, полимеров

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/9-1896-redispergiruemaya-v-vode-poroshkovaya-kompoziciya-plenkoobrazuyushhih-polimerov-sposob-ee-polucheniya-i-psevdolateks-na-ee-osnove.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Редиспергируемая в воде порошковая композиция пленкообразующих полимеров, способ ее получения и псевдолатекс на ее основе</a>

Похожие патенты