Redispergierbares Polymerpulver ist in der Regel weiß, es gibt aber auch einige andere Farben. Seine Hauptbestandteile sind wie folgt:
Polymerharz: Es befindet sich im Kern der Polymerpulverpartikel und ist auch der Hauptbestandteil von redispergierbarem Polymerpulver, wie Ethylenvinylacetat (EVA), Polyacrylat (PAE) usw.
Zusatzstoffe (intern): Sie haben die Aufgabe, das Harz zu modifizieren. Zum Beispiel können Weichmacher die Filmbildungstemperatur des Harzes verringern. Normalerweise müssen Ethylen-Vinylacetat-Copolymerharze nicht mit Weichmachern versetzt werden, und nicht jedes redispergierbare Polymerpulver erfordert Zusatzstoffe.
Schutzkolloid: Eine Schicht aus hydrophilem Material, die auf die Oberfläche von Redispersionspulverpartikeln aufgetragen wird. Das Schutzkolloid der meisten Redispersible Polymer-Pulver ist Polyvinylalkohol.
Zusatzstoffe (extern): Es werden zusätzliche Stoffe hinzugefügt, um die Leistung des Redispersionspulvers weiter zu erhöhen. So wird beispielsweise einigen fließfähigen Gummipulvern das Super-Wasserreduziermittel zugesetzt. Wie bei den internen Zusatzstoffen kann nicht jede Art von Zusatzstoff hinzugefügt werden. Redispergierbares Polymerpulver enthält diese Art von Zusatzstoffen.
Antibackmittel: Antibackmittel ist ein feiner mineralischer Füllstoff, der hauptsächlich verwendet wird, um zu verhindern, dass redispergierbares Polymerpulver während der Lagerung und des Transports verklumpt, und um das Fließen des redispergierbaren Polymerpulvers zu erleichtern (Auskippen aus Papiersäcken oder Tankwagen).
Herstellungsverfahren für redispergierbares Polymerpulver
Die Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver gliedert sich hauptsächlich in zwei Schritte: Polymerisation und Emulsionstrocknung.
(1) Polymerisation der Emulsion
Die bei der Emulsionspolymerisation verwendeten Monomere bestimmen die Art des redispergierbaren Polymerpulvers. Bei den Polymermonomeren, aus denen Redispersible Polymerpulver hergestellt werden, handelt es sich hauptsächlich um ethylenisch ungesättigte Monomere, darunter verschiedene Vinyl- und Acrylester. Da das redispergierbare Polymerpulver vor allem für Baumaterialien und Klebstoffe verwendet wird, hat Vinylacetatpolymer die Vorteile eines niedrigen Preises, einer hohen Haftfestigkeit, Ungiftigkeit und Unschädlichkeit sowie einer sicheren und bequemen Herstellung und Verwendung. Es wird in beträchtlichen Mengen in Polymeremulsionen in Baumaterialien und Klebstoffen verwendet.
Im Allgemeinen gibt es keine besonderen Einschränkungen hinsichtlich der Polymerisationsmethode der Emulsion, die zur Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver verwendet wird. Es können verschiedene Emulsionspolymerisationsverfahren unter Verwendung von Wasser als Dispersionsmedium angewandt werden, aber die meisten empfehlen eine kontinuierliche oder halbkontinuierliche Emulsionspolymerisation. Im Allgemeinen werden Schutzkolloide und anionische oder nichtionische Emulgatoren oder keine Emulgatoren verwendet. Der Feststoffgehalt der durch die Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver gewonnenen Polymeremulsion beträgt in der Regel 40 bis 60 %, der je nach Leistung des Trockners, den Anforderungen an die Produktleistung und anderen vor dem Trocknen benötigten Zusatzstoffen entsprechend angepasst werden kann. Bei Ethylen-Vinylacetat sollte die Copolymer-Emulsion auf weniger als 40 % verdünnt werden. Um die Dispergierbarkeit des redispergierbaren Polymerpulvers zu verbessern und eine Agglomeration während der Trocknung und Lagerung zu verhindern, sollten im Allgemeinen vor der Trocknung Schutzkolloide oder Tenside (Emulgatoren) zugesetzt werden. Das redispergierbare Polymerpulver hat eine starke Hydrophilie und ist empfindlich gegenüber Alkalien. Das am häufigsten verwendete Schutzkolloid ist teilweise hydrolysierter Polyvinylalkohol. Polyvinylalkohol enthält viele Hydroxylgruppen und hat eine schlechte Wasserbeständigkeit.
Außerdem hat Vinylacetatpolymer aufgrund seiner polaren Ester- und Carboxylgruppen eine schlechte Wasserbeständigkeit in kochendem Wasser. In Redispergierbares Polymerpulver , das PVA und Carboxylgruppen enthält, können mehrwertige Metallsalze zugesetzt werden, um die Wasserbeständigkeit, insbesondere die Heißwasserbeständigkeit, zu verbessern, da PVA und Carboxylgruppen mit Metallsalzen reagieren können und in Wasser unlöslich werden. Aldehyde können auch zugesetzt werden, um PVA zu Acetal zu machen und seine Wasseraufnahme in der Emulsion zu verringern. Neben PVA können auch andere Schutzkolloide mit guter Wasserbeständigkeit verwendet werden, um die Wasserbeständigkeit des Produkts zu gewährleisten, z. B. Polyacrylsäure und modifizierte Polyacrylsäure.
Bevor die Emulsion getrocknet wird, können andere Zusatzstoffe wie Entschäumer, Verdickungsmittel und Hydrophobierungsmittel zusammen mit der Emulsionsdispersion getrocknet werden.
(2) Trocknung der Emulsion
Die Sprühtrocknung ist die am häufigsten verwendete Trocknungsmethode zur Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver. Vakuumtrocknung und Gefriertrocknung können ebenfalls verwendet werden.
Die Trocknung ist ein problematischer Punkt bei der Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver. Nicht alle Emulsionen können in redispergierbares Polymerpulver umgewandelt werden, da diese thermoplastischen Polymeremulsionen, die bei Raumtemperatur Filme bilden oder sogar klebrig werden können, bei hohen Temperaturen verarbeitet und in ein frei fließendes Pulver umgewandelt werden müssen. Der Durchmesser der Emulsionspartikel in der Emulsionsdispersion liegt bei wenigen Mikrometern. Während des Sprühtrocknungsprozesses agglomerieren die Polymerpartikel, so dass die Partikelgröße des redispergierbaren Polymerpulvers normalerweise zwischen 10 μm und 500 μm liegt. Wir untersuchten es mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM). ) ist zu erkennen, dass die Latexpartikel kondensieren und eine hohle Struktur bilden. Nachdem das redispergierbare Polymerpulver redispergiert wurde, liegt der Durchmesser der Polymerpartikel im Allgemeinen zwischen 0,1 μm und 5 μm. Da das redispergierbare Polymerpulver dispergiert ist, ist die Größenverteilung der Latexpartikel in der Redispergierflüssigkeit der wichtigste Qualitätsindikator für das redispergierbare Polymerpulver. Zum einen bestimmt sie die Bindungsfähigkeit des redispergierbaren Polymerpulvers und seine verschiedenen Wirkungen als Zusatzstoff. Daher sollten geeignete Dispersions- und Trocknungsmethoden gewählt werden, um zu versuchen, die Partikelgröße der redispergierten Flüssigkeit derjenigen der ursprünglichen Emulsion anzugleichen. Verteilung, um sicherzustellen, dass die Eigenschaften der Redispersion denen der ursprünglichen Emulsion ähnlich sind.
Die meisten redispergierbaren Polymerpulver werden in einem Gleichstrom-Sprühtrocknungsverfahren getrocknet, d. h. die Bewegungsrichtung des Pulvers entspricht der der Heißluft. Einige verwenden auch ein Gegenstrom-Sprühtrocknungsverfahren, wobei als Trocknungsmedium im Allgemeinen Luft oder Stickstoff verwendet wird. Da Polymerpartikel während der Sprühtrocknung zu Problemen wie Koagulation und Verfärbung neigen, müssen die Emulsionszusätze, die Dispersionsbedingungen, der Feststoffgehalt der Emulsion, die Sprühform, der Sprühdruck, die Tröpfchengröße, die Temperatur der ein- und ausströmenden Heißluft, die Windgeschwindigkeit und andere Prozessfaktoren streng kontrolliert werden. Im Allgemeinen sind die Wirkung und die Wärmenutzungsrate von Doppel- oder Mehrfachdüsen besser als die einer einzelnen Düse. Im Allgemeinen liegt der Druck der Düse bei etwa 4 x 105 Pa, die Temperatur des Heißlufteintritts liegt zwischen 100 und 250 °C, und die Austrittstemperatur beträgt etwa 80 °C. Die Zugabe von Kaolin, Diatomeenerde, Talkumpuder und anderen inerten mineralischen Antibackmitteln kann das Zusammenbacken verhindern. Wird das Antibackmittel jedoch vor dem Trocknen zugesetzt, kann es von den Polymeren in Mikrokapseln eingewickelt werden und seine Wirkung verlieren. Die Emulsion wird separat von oben auf den Trockner gesprüht, aber sie geht leicht mit dem Luftstrom verloren und verkrustet auf dem Trockner und den Förderleitungen. Besser ist es, die Emulsion in zwei Teilen zuzugeben und einen Teil mit Druckluft in den oberen Teil des Trockners zu sprühen. Der andere Teil wird mit kalter Luft von unten zugeführt. Um eine Agglomeration zu verhindern, kann der verbleibende Teil während der Emulsionspolymerisation verseift werden, wenn die Polymerisation 80 % bis 90 % erreicht, oder es kann Melamin-Formaldehyd-Kondensat zur Emulsion hinzugefügt werden. Oder man verwendet eine Emulgatorlotion.
