РЕДИСПЕРГИРУЕМЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ ПОРОШОК
REDISPERSIBLE POLYMER POWDER

Изобретение относится к водорастворимому полимерному порошку на основе по меньшей мере одного натурального латекса, способу его получения, применению его в качестве добавки в композиции строительного материала, а также в качестве композиции строительного материала, содержащей водорастворимый полимер.
Часто синтетические полимеризаты, во многих случаях в виде эмульсии и/или суспензии полимеризатов, добавляются в композицию строительного материала для модификации композиции строительного материала.
Основной недостаток жидких, вододисперсионных, синтетических или натуральных полимеризатов заключается в том, что они не могут быть смешаны в сухую растворную смесь на заводе. Таким образом, такие системы, если они содержат минеральные связующие, должны быть предложены покупателям как двухкомпонентные системы, которые несут с собой известные недостатки, такие как, например, недостаточная устойчивость к замораживанию-оттаиванию, и возможны проблемы перемешивания на строительной площадке при смешивании с водой.
Для того чтобы устранить эти недостатки, некоторое время назад были разработаны водорастворимые полимерные порошки, которые также называются дисперсионными порошками или растворимыми порошками. Для их получения на первом этапе получают водные дисперсии, как правило, с помощью эмульсии или полимеризации суспензии, которая стабилизируются с помощью высокомолекулярных соединений, таких как, в частности, частично омыленный поливиниловый спирт. На следующем этапе сушат полученную дисперсию, необязательно после добавления дополнительных добавок, таких как распыленный адъювант, при этом избегают формирования пленки, для которой часто выбирают процесс распылительной сушки.
Водорастворимые полимерные порошки успешно используются в сухих строительных смесях, которые часто содержат по меньшей мере одно минеральное связующее, часто гидравлически твердеющее схватывающее связующее вещество. Такие сухие строительные смеси сформулированы как мастика для приклеивания плиток, затирочный раствор, ремонтный раствор, а также теплоизоляционный раствор. Эти последние признаны более широкое использующимися в последнее время, так как в рамках изменения климата и роста цен на энергию теплоизоляции зданий и на основании этого получение экономии энергоресурсов приобретает все более важное значение.
Важным свойством таких теплоизоляционных растворов является хорошая адгезия раствора к гидрофобным субстратам, таким как, например, часто используемый тонколистный пенополистирол. Это особенно важно в этом случае, особенно, чтобы после влажного хранения адгезионные значения были все еще достаточно высоки. Кроме того, низкое поглощение воды из цементирующего раствора, а также хорошие водоотталкивающие свойства, которые также называются гидрофобностью, являются важными критериями для этой заявки.
Было несколько попыток использования возобновляемых сырьевых материалов, таких как, например, натуральный латекс, также известный как «латекс натурального каучука», сокращенно «ЛНК», в композиции строительного материала вместо синтетических полимеризатов. Натуральный латекс часто называют натуральной резиной, индийской резиной, латексом из каучуковых деревьев, резиновым каучуком или каучуком. Натуральным латексом для специалиста в данной области техники обозначается белый млечный сок, называемый также латекс, который присутствует в млечном сосуде многочисленных dicotyledons и который добывается при помощи разреза на придаточной коре резины или резины гевеи бразильской, в которой по-прежнему присутствует млечный сок, как латекс, то есть частицы полимера рассеяны в водной фазе. Как только латекс осаждают или коагулируют, продукт не подпадает под термин натурального латекса.
Некоторые ссылки раскрывают резиновые порошки, полученные из коагулированного натурального латекса. EP 1081110 A2 раскрывает строительный материал для производства покрытия, где один компонент содержит порошкообразный каучук и неорганический наполнитель. Порошок каучука получается путем коагулирования частиц каучука из натурального или синтетического источника. EP 1607408 A1 раскрывает натуральную резиновую маточную смесь, способ ее получения и композицию натуральной резины. Способ включает расщепление амидной связи натурального каучука, смешивание его с водной суспензии наполнителя, таким как сажа, коагулирование, например, с кислотой, сушку полученной маточной смеси и ее соединений, а затем вулканизацию, например, при 150°С в течение 30 минут. После коагуляции частица латекса теряет свою сферическую форму и более распределяется в коагулянте. Таким образом, данные продукты не могут более распадаться на первичные частицы латекса и не показывают признаков редисперсии.
Некоторые другие ссылки относятся к использованию измельченных автомобильных покрышек. В формуле US 4546132 погодоустойчивый, высокопрочный бетон для сооружений, подвергающихся воздействию воды, который в зависимости от окружающей температуры замораживается в лед и тает снова, содержит бетонную смесь, включающую цементирующий агент и резиновый порошок, смешанных в бетонную смесь. Порошкообразная резина, будучи естественной или синтетическим порошком или их смесями, предпочтительно была в основном от использованных автомобильных покрышек. WO 93/14042 раскрывает материалы, содержащие порошкообразную резину для защиты бетона от последствий замораживания и оттаивания. Порошкообразную резину предпочтительно получали из измельченных автомобильных покрышек. При изготовлении автомобильных покрышек латексные частицы или из натурального, или синтетического латекса также коагулировали и, следовательно, теряли свою форму. Следовательно, порошкообразная резина, полученная на основе автомобильных покрышек, не способна редиспергировать в исходные частицы латекса, но сохраняет свою форму при попадании в контакт с водой.
US 3965281 относится к мощению, например, дорог, мостов и этажей при использовании гранулированного, порошкообразного или слоистого материала асфальта, смешанного с щебнем, гравием, песком или другим наполнителем, котором может быть получен в виде порошкообразного асфальта, путем прокатки между парой роликов. Таким образом, например, остаточный битум смешивали с порошкообразной натуральной резиной при 130°С в течение 30 минут, что приводило к дисперсии и расплаву резины. Полученный таким образом прорезиненный асфальт был смешан с наполнителем с получением нагретой смеси прорезиненного асфальта и наполнителя, покрытого прорезиненным асфальтом. Натуральный латекс и, в частности, модифицированный натуральный латекс и водорастворимые порошки, полученные из него, не упоминаются в тексте.
WO 2007/054148 A1 раскрывает композицию строительного материала, в особенности безбитумный герметизирующий состав, содержащий дисперсию полимера или редиспергируемый порошок, частицы пенопласта, керамические полые микросферы и синтетические полые микросферы. Может использоваться дисперсия как натурального, так и синтетического полимера, такого как натуральная резина, и дисперсия синтетических смол. В качестве редиспергируемых порошков используются коммерчески доступные порошки, которые основаны на эмульсии синтетических водорастворимых полимеров и хорошо известны специалистам в данной области техники. Модифицированный натуральный латекс и водорастворимые порошки не упоминаются в тексте.
US 4880467 раскрывает неотвержденный гипс или гипс с размером частицы не более чем 100 микрометров, содержащий по меньшей мере один твердеющий в воде цемент и по меньшей мере один полимер латекса в количестве от 1 до 20 частей по весу на 100 частей по весу цемента и от 8 до 20 частей по весу воды на 100 частей по весу цемента. Отвержденные композиции цемента могут быть получены путем нагрева выше 100°С и могут быть использованы, например, как кровельная черепица. Вместо сополимера стирола-бутадиена используемый полимер латекса может также быть, например, натуральным латексом. Опять же, модифицированный натуральный латекс и водорастворимые порошки, полученные из него, не упоминаются в тексте.
WO 2005/100455 раскрывает способ получения полимерной композиции, содержащей большое количество наполнителя, включающий одновременно распыление и сушку жидкости, содержащей компоненты полимера и наполнителя в атмосфере ударной волны, генерируемой от импульса сгорания. Натуральный резиновый латекс может использоваться в качестве полимера, и коллоидный кварц может использоваться в качестве наполнителя. Полученный продукт далее был смешан с приготовленным агентом, таким как ускоритель вулканизации, с последующим шагом вулканизации с получением вулканизированного листа резины. Модифицированный натуральный латекс и водорастворимые порошки, полученные из него, не упоминаются в тексте. Rubber Technology (1995), p. 190 (Springer Verlag) раскрывает высушенную распылением натуральную резину, содержащую приблизительно 8-10 частей распределяющих агентов, доступных в виде сыпучего порошка. Нигде не отмечено, что использовали модифицированный натуральный латекс, или что полученный продукт редиспергировали в воде, или что натуральный латекс является модифицированным. Тот факт, что его целевым назначением является раствор клея, позволяет сделать вывод, что резина является полностью растворимой в подходящих органических растворителях и в связи с этим также не редиспергируется в воде.
US 1513139 раскрывает способ диспергирования резины в коллоидное вещество, который включает формирование вязкой, пластичной массы указанного коллоидного вещества, и диспергирования резины в указанную массу путем перемешивания, при поддержании указанного коллоидного вещества как непрерывную фазу. Полученная композиция может быть не жидкой композицией коллоида и резины. Порошки не описаны.
GB 537132 раскрывает способ гидролизации теплочувствительных белков со щелочью в течение 2 дней или более, а затем диализирование и концентрирование резинового латекса. Предпочтительно добавляют небольшое количество защитного вещества, такого как мыла, крахмалы и декстрины или многоатомные спирты, такие как глицерин. Испарение может быть проведено до такой степени, чтобы обеспечить высокую концентрацию вязких или твердых продуктов. Это может быть в форме листа или пленки или, альтернативно, в виде порошкообразного или гранулированного продукта. Твердые концентраты могут быть редиспергированы в воде.
GB 316006 раскрывает способ концентрации резинового латекса, полученного путем добавления гемоглобина в латекс до полной концентрации латекса путем испарения в атмосферу из субнормального влажного воздуха. Температура сушки должна быть ниже точки коагуляции гемоглобина и может быть приблизительно 65,5°C.
GB 388341 раскрывает способ получения пульверизованной резины путем добавления декстрина в количестве, например, от 6 до 12 вес.% количества латекса, который будет очищен до латекса и распылен в атмосфере осушающего воздуха или газа. Гомогенный порошок получали из латекса, смешанного с декстрином. Он легко повторно распадается в жидкости. Однако водорастворимые, сыпучие порошки на основе модифицированного натурального латекса и, в частности, те, которые являются пленкообразующими после повторного распада, не упомянуты в тексте. Кроме того, распылительная сушка при низких температурах, например, при 65,5°C, будет крайне неэффективной и трудной для достаточно сухих продуктов. Кроме того, это непосредственно приводит чаще всего к образованию пленки высушенных продуктов, так как требуется много времени для сушки. Кроме того, это невозможно с нынешним уровнем техники оборудования распылительной сушки для получения описанных водорастворимых порошков, когда, например, смесь даже 25 вес.% декстринов и 75 вес.% латекса натурального каучука является высушенной при распылении.
Как указано выше, важной особенностью сегодняшнего уровня техники порошкообразных полимеров, подходящих для использования в строительных композициях, на основе синтетических латексов является то, что они не только распадаются до своих первоначальных размеров частиц при смешивании с водой, они также являются пленкообразующими, когда водную редисперсию сушат в условиях окружающей среды. Следовательно, первичные частицы латекса для сушки должны быть высушены таким образом, чтобы они сохраняли свою форму после того, как они были высушены, при необходимости с соответствующими вспомогательными веществами, то, что определяется как водорастворимые порошки. Кроме того, полученные порошки должны быть сыпучими и не должны спекаться в течение нескольких месяцев даже при повышенных температурах, например, при 40°C. Однако при диспергировании в воде, при конечном использовании, например, в строительстве, необходимо, чтобы рассредоточенные первичные частицы объединялись и образовали пленку даже при условиях окружающей среды, когда вода испаряется, или ниже.
Водорастворимые порошкообразные полимеры, сегодня коммерчески доступные, основаны на нерастворимых в воде синтетических полимерах и, таким образом, основаны на нефтехимии. Однако из-за роста цен на сырую нефть продукты на их основе также становятся все более дорогими. Кроме того, сырая нефть и продукты на ее основе не всегда будут доступны в масштабах, что и сейчас.
Настоящее изобретение направлено на обеспечение новых сырьевых материалов, которые не зависят от сырой нефти, таких как возобновляемые источники сырья, для производства водорастворимых порошкообразных полимеров, которые подходят для использования в композициях строительного материала, в частности, в сухих композициях строительного материала, для достижения свойств, которые сопоставимы или даже выше тех традиционных, (синтетических) нынешнего уровня техники водорастворимых порошкообразных полимеров.
Было обнаружено, чтоб объект может быть обеспечен посредством вододисперсионного порошкообразного полимера на основе по меньшей мере одного модифицированного натурального латекса.
Порошкообразный полимер в соответствии с изобретением оказался сыпучим и имел хорошие свойства, предотвращающие слипание. Таким образом, его можно хранить даже в течение длительного времени, например, при 40°С без спекания. При контакте с водой он показывает очень хорошую смачиваемость и редисперсию, так что уже при контакте с водой в течение нескольких секунд смесь может быть полностью редиспергирована. Это означает, что полимерный порошок окончательно распадается на частицы, имеющие размер частиц латекса перед сушкой. Редисперсия может происходить даже в условиях отсутствия или малого смешивания с водой. Модифицированный латекс, также как и редисперсия, имеет высокую коллоидную стабильность, поэтому он очень устойчив в высокой ионизированной жидкости и пастообразной массе, в том числе при высоком и низком рН и/или цементирующих системах, и не коагулирует при смешивании в них. Кроме того, он придает превосходное сопротивление сдвигу. Удивительно, но степень модификации может быть скорректирована так, что стабильный и устойчивый блокоустойчивый полимерный порошок может быть получен без ущерба отличному пленкообразующему свойству редисперсии. Таким образом, когда пленка будет помещена в условия окружающей среды, она показывает высокую гибкость и эластичность с эластомерными свойствами. Кроме того, порошкообразный полимер может быть по-разному использован и очень легко смешивается со всеми видами сухих растворных смесей и сохраняется. Когда сухую растворную смесь смешивают с водой и вулканизируют, это придает отличную адгезию и сцепляющие свойства, и это дает раствору высокую гибкость с эластомерными свойствами, даже в широком диапазоне температур. Таким образом, патентоспособный водорастворимый полимерный порошок не только показывает все положительные свойства традиционных водорастворимых полимерных порошков, но и, кроме того, явно уменьшена сырьевая зависимость от сырой нефти.
Заявлен также способ получения полимерного порошка с по меньшей мере одним радикальным инициатором и/или окислителем, путем смешивания и взаимодействия натурального латекса с по меньшей мере одним мономером ненасыщенного олефина и с по меньшей мере одним радикальным инициатором, и/или путем смешивания натурального латекса с по меньшей мере одним наполнителем со средним размером частиц 0,05 мкм или выше, и последующей сушкой. В одном предпочтительном воплощении натуральный латекс смешивается в водной фазе с по меньшей мере одним радикальным инициатором и/или с по меньшей мере одним окислителем, необязательно в присутствии одного или нескольких защитных коллоидов, с последующей сушкой, избегая при этом образования пленки.
Удивительно, но оказалось, что полимерный порошок в композиции строительного материала особенно подходит для гидрофобизации и/или уменьшения водопоглощения композиции строительного материала, который смешивали с водой и отверждали. Кроме того, было установлено, что патентоспособный полимерный порошок имеет превосходные свойства при использовании и при подвержении низким температурам, таким как -20°C или ниже. Таким образом, патентоспособные порошки явно выгоднее коммерческих редиспергируемых порошков. Следовательно, настоящее изобретение относится также к использованию полимерных порошков в качестве добавки в композиции строительного материала, предпочтительно в композиции строительного материала в виде порошка, и/или способу модификации композиции строительного материала, в частности, композиции строительного материала в виде порошка, и композиции строительного материала, содержащей полимерный порошок в соответствии с изобретением, в частности, строительному материалу в виде порошка.
В заключение, изобретение обеспечивает способ гидрофобизации и/или придания гибкости вулканизированной композиции строительного материала, где композицию строительного материала, размешанную с водой, смешивают, используют на подложке, а затем сушат. При этом способе сушка может происходить в условиях окружающей среды и с помощью химического связывания воды и/или путем удаления воды с помощью испарения и/или абсорбции через подложку. В этом случае он имеет большое преимущество, так как не требуется никакого дополнительного этапа отверждения и/или обеспечения отвержения, например, катализатора. Окружающие условия означают условия, предусматриваемые окружающим нас миром, без, например, дополнительного тепла, испарения и/или поставляемой радиации.
В процессе гидрофобизации отвержденной композиции строительного материала изобретаемого полимерного порошка может или работать в композиции строительного материала и/или использоваться для поверхностной обработки композицией строительного материала. Когда она работала в композиции строительного материала, вся композиция строительного материала является гидрофобизированной, даже если поверхность повреждена. В этом случае используется термин гидрофобизированная масса. Полимерный порошок в соответствии с изобретением в значении изобретения также приводит к сильному снижению абсорбции воды композицией строительного материала, даже если она имеет щелочное или нейтральное значение рН. Кроме того, композиция строительного материала достигает существенно более высокой гибкости, в результате чего, в соответствии с изобретением, получается полимерный порошок с хорошей устойчивостью к воде по сравнению с традиционными полимерными порошками на основе синтетических полимеризатов.
Так как полимерный порошок в соответствии с изобретением представляет собой порошок, это дает возможность работать с ним в виде сухой смеси уже на фабрике, что делает возможным точное дозирование и гомогенное распределение, а также делает его получение особенно легким и экономичным. Только при использовании эта сухая смесь должна быть смешана с соответствующим количеством воды и применена, что дает много преимуществ ей, таких как, например, простое обращение, упрощенная логистика и/или сопротивляемость замораживанию-оттаиванию.
В данной спецификации водорастворимый порошок выступает в качестве порошка, в котором первичные частицы разработаны таким образом, что они сохраняют свою форму, после того как они высушены, необязательно с соответствующими добавками. Это может быть сделано путем их сушки, избегая при этом формирования пленки.
Для того чтобы получить редиспергируемые порошки, которые при сушке не образуют пленку, но способны формировать пленку при использовании при последнем нанесении, может быть принят ряд мер, известных специалистам в данной области. Эти известные меры включают, но не ограничиваются, добавление высокомолекулярных стабилизирующих коллоидов во время и/или после полимеризации эмульсии или суспензии. Кроме того, специалист в данной области техники знает, что некоторые способы сушки более подходят для предотвращения образования пленки при высыхании, чем другие, и что условия во время сушки также помогают предотвратить формирование пленки при сушке редиспергируемого порошка.
Другая мера предотвращения формирования пленки включает обеспечение температуры стеклования первичных частиц, полученных из полимеризованной эмульсии или суспензии, не является слишком низкой, так как в противном случае, несмотря на использование добавленных стабилизирующих коллоидов, произойдет слипание порошка и, таким образом, происходит формирование пленки, которая имеет отчетливое неблагоприятное воздействие на редисперсию. Таким образом, было показано, что температура стеклования, как правило, не должна быть ниже -20°C, предпочтительно не ниже -15°C и наиболее предпочтительно не ниже -10°С, для получения полимерного порошка, который по-прежнему легко водорастворим, который также можно транспортировать без проблем и который может даже храниться при температуре +40°С.
Когда водный, синтетический или натуральный полимеризат или латекс имеет другой состав, это приводит к очень низкой температуре стеклования, что делает едва ли или совсем невозможным получение водорастворимого порошка, и нужно продолжить работать с жидкими системами. Так как температура стеклования натурального латекса составляет всего приблизительно -63°C, натуральный латекс не может быть преобразован в водорастворимый порошок, используя известные способы, поскольку произойдет немедленное слипание. Кроме того, если добавлены адъюванты для избегания свертывания, то будет невозможным образование пленки редисперсии.
Композиции строительных материалов известны специалисту в данной области техники и включают, в частности, строительные растворы, бетоны, гипсы, системы покрытий и строительные адгезивы. Композиция строительного материала, как правило, содержит одно или несколько связующих. Весьма предпочтительны соединения в виде смесей, в частности, сухие смеси растворов, которые лишь на короткое время смешиваются с водой перед использованием. Как однокомпонентные продукты, они, таким образом, могут быть легко транспортированы и сохранены.
В одном воплощении содержание в полимерном порошке модифицированного натурального латекса в соответствии с изобретением представляет собой по меньшей мере приблизительно 30 вес.%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 40 вес.%, в частности, по меньшей мере приблизительно 50 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 вес.% на основе полимерного порошка.
В предпочтительном воплощении водорастворимый полимерный порошок в соответствии с изобретением содержит не более приблизительно 95 вес.%, предпочтительно приблизительно от 5 до 85 вес.%, в частности, приблизительно от 10 до 75 вес.% по меньшей мере одного модифицированного натурального латекса, приблизительно от 0 до 50 вес.%, предпочтительно приблизительно от 2 до 30 вес.%, в частности, приблизительно от 5 до 20 вес.% по меньшей мере одного защитного коллоида, приблизительно от 2 до 70 вес.%, предпочтительно приблизительно от 5 до 50 вес.%, в частности, приблизительно от 10 до 30 вес.% по меньшей мере одного наполнителя и/или агента, предотвращающего спекание, а также необязательно дополнительные добавки, с техническими требованиями в вес.%, на основе общей массы композиции полимерного порошка и во всех случаях с добавлением до 100 вес.%.
В другом воплощении модифицированный натуральный латекс смешан с полимером синтетического латекса до, во время и/или после модификации натурального латекса и впоследствии высушен. Весовое отношение содержания твердых частиц синтетического полимера к содержанию твердых частиц модифицированного натурального латекса в водорастворимом порошковом полимере составляет от приблизительно 99,9:0,1 до приблизительно 0,1:99,9, предпочтительно от приблизительно 99:1 до приблизительно 1:99, в частности, приблизительно от 95:5 до приблизительно 20:80, и особенно предпочтительно приблизительно от 90:10 до приблизительно 40:60.
В предпочтительном воплощении этого варианта водорастворимый полимерный порошок в соответствии с изобретением содержит не более приблизительно 90 вес.%, предпочтительно приблизительно от 5 до 80 вес.%, в частности, приблизительно от 10 до 70 вес.% по меньшей мере одного нерастворимого в воде синтетического полимера, не более 90 вес.%, предпочтительно приблизительно от 5 до 80 вес.%, в частности, приблизительно от 10 до 60 вес.% по меньшей мере одного модифицированного латекса, приблизительно от 2 до 50 вес.%, предпочтительно приблизительно от 3 до 30 вес.%, в частности, приблизительно от 5 до 20 вес.% по меньшей мере одного защитного коллоида, приблизительно от 2 до 50 вес.%, предпочтительно приблизительно от 5 до 40 вес.%, в частности, приблизительно от 10 до 30 вес.% по меньшей мере одного наполнителя и/или агента, предотвращающего спекание, а также необязательно дополнительные добавки, с техническими требованиями в вес.%, на основе общей массы композиции полимерного порошка и во всех случаях с добавлением до 100 вес.%.
Любой натуральный латекс может быть использован для модификации, чтобы стать модифицированным натуральным латексом в соответствии с настоящим изобретением, при этом растение, из которого он может быть извлечен, не играет большой роли. Таким образом, натуральный латекс, который может использоваться в соответствии с изобретением, может быть извлечен, например, из резины или гевеи бразильских (Hevea brasiliensis), гуттаперчивых деревьев, кустов гваюлы (parthenium argentum), кок-сагыза, mimusops balata, также из осота (sondchus oleraceus) или латука (lactua sativa).
Предпочтительно, когда в натуральном латексе по меньшей мере 50 вес.% полимеризированных изопреновых единиц присутствует в цис-1,4- или в транс-1,4-конфигурации. Когда используется смесь по меньшей мере двух различных натуральных латексов, предпочтительно, когда по меньшей мере в одном натуральном латексе по меньшей мере 50 вес.% изопреновых единиц присутствует в цис-1,4-конфигурации и/или в транс-1,4-конфигурации.
Натуральный латекс, который будет использоваться для модификации в соответствии с изобретением, как правило, имеет степень полимеризации приблизительно от 500 до приблизительно 100000, предпочтительно приблизительно от 1000 до приблизительно 50000, со степенью полимеризации, основанной на длине цепи полимеров для возможного сшивания, такого как, например, вулканизация.
3
4
+
После извлечения из дерева натуральный латекс обрабатывали аммиаком. Однако, в частности, для использования в щелочной среде предпочтительно, когда полимерный порошок в соответствии с изобретением содержит аммиак в виде NH и/или NH  менее чем 1 вес.%, предпочтительно менее чем 0,1 вес.%, в частности, менее чем 0,01 вес.%, особенно предпочтительно менее чем 0,001 вес.%, на основе содержания сухого порошка. Если содержание аммиака в натуральном латексе и впоследствии также в модифицированном натуральном латексе слишком высоко, он может быть удален, по меньшей мере частично, посредством известных способов, таких как, например, регулирование значения щелочного параметра pH с одновременным и/или последующим подсосом аммиака.
Модифицированный натуральный латекс может быть получен химическим взаимодействием в присутствии натурального латекса, и, таким образом, модифицируя натуральный латекс, используют способы, известные специалисту в данной области техники. Тогда это также может называться химически модифицированным натуральным латексом. Его предпочтительно получать путем смешивания натурального латекса с по меньшей мере одним радикальным инициатором и/или окисляющим агентом. Другой способ модификации представляет собой смешивание и взаимодействие натурального латекса с по меньшей мере одним мономером ненасыщенного олефина и с по меньшей мере одним радикальным инициатором. Однако он также может быть модифицирован путем смешивания натурального латекса, в частности, немодифицированного или химически модифицированного натурального латекса, с по меньшей мере одним наполнителем.
Натуральный латекс, который будет использоваться для модификации в соответствии с изобретением, может быть смешан до, во время и/или после его модификации с эмульгаторами и/или коллоидами. Таким образом, могут использоваться анионные, неионогенные и/или катионоактивные натуральные латексы. Кроме того, получение модифицированного натурального латекса для получения порошка в соответствии с изобретением может быть выполнено из натурального латекса, свободного от белков, или где содержание белка было уменьшено. В последнем случае белки были заранее частично или полностью удалены из натурального латекса известными способами.
В первом воплощении натуральный латекс химически модифицирован перед получением полимерного порошка в соответствии с изобретением, которое может быть сделано посредством, например, гидрирования, окисления и/или эпоксидирования части двойных связей или посредством вулканизации натурального латекса. Кроме того, для мономеров ненасыщенных олефинов возможно преобразование посредством радикальной полимеризации в присутствии натурального латекса. Часто это предпочтительно, когда эти взаимодействия выполнены только до незначительной степени так, чтобы, например, было изменено не более чем приблизительно 50 мол.%, предпочтительно не более чем приблизительно 30 мол.% и, в частности, не более чем 15 мол.% двойных связей.
1
20
1
20
1
20
1
12
9
10
11
1
2
В другом воплощении, когда ненасыщенные мономеры преобразованы посредством радикальной полимеризации в присутствии натурального латекса, подходящие мономеры и классы мономеров представляют собой, например, линейный, циклический или разветвленный C-C-виниловый эфир, этилен, пропилен, виниловый хлорид, (мет-)акриловую кислоту и их линейные, циклические или разветвленные C-C-виниловые эфиры, (мет-)акриламид и (мет-)акриламид с N-замещенными линейными, циклическими или разветвленными C-C-алкильными группами, акрилонитрил, стирол, производные стирола, такие как альфа-метилстирол, орто-хлорстирол или виниловый толуол и/или диен, такой как, например, 1,3-бутадиен и изопрен. Предпочтительно виниловые эфиры является линейными или разветвленными C-C-виниловыми эфирами, такими как, например, винилацетат, винилстеарат, винилформиат, винилпропионат, винилбутират, винилпивалат, виниллаурат, винил-2-этилгексаноат, 1-метилвинилацетат и/или С-, С- и/или C-винилверсатат, винилпирролидон, N-винилформамид, N-винилацетамид, а также, в частности, будут предпочтительными виниловые эфиры бензойной кислоты и п-трет-бутилбензойная кислота, где винилацетат, виниломлаурат и/или винилверсатат более предпочтительны. Предпочтительны C-C-алкильные группы эфиров (мет-)акриловой кислоты и N-замещенные (мет-)акриламиды, представляющие собой метил, этил, пропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, гексил, циклогексил, 2-этилгексил, лаурил, стеарил, норбормил, оксид полиалкилена и/или группы полиалкиленгликоля, в частности, группы метила, бутила, 2-этилгексила. Особенно предпочтительные мономеры представляют собой метилметакрилат, стирол и/или производные стирола, в этом случае могут быть получены гомо-, а также сополимеры.
1
6
Могут быть использованы ионные мономеры, такие как, например, 2-акриламидо-2-метилпропан сульфокислота (АМПС), стирол сульфокислота, (мета-)акриловая кислота-сульфоалкильные эфиры, итаконовая кислота-сульфоалкильные эфиры, предпочтительно в каждом случае С-С-алкильные эфиры, винилсульфокислота и щелочные, щелочноземельные и/или соли аммония. Предпочтительны мономеры, содержащие (мет)акрилат, (мет)акриламид и/или виниловую группу, в частности, 2-акриламидо-2-метилпропан сульфокислоту (АМПС), стиролсульфокислоту, акриловую кислоту-сульфопропиловый эфир, итаконовую кислоту-сульфопропиловый эфир, винилсульфокислоту, а также в каждом случае соли аммония, натрия, калия и/или кальция. Кроме того, также возможно использовать мономеры ненасыщенного олефина с катионоактивной функциональностью. Катионный заряд может быть получен либо путем протонирования аминов, в этом случае он легко удаляется в щелочной среде, а может, например, формироваться через кватернизацию атомов азота. Неограничивающие примеры таких мономеров представляют собой амино(мет)акрилаты, винилпиридины, содержащие алкиламиногруппы виниловые эфиры и/или сложные эфиры, содержащие алкиламиногруппы (мет)акрилаты и/или (мет)акриламиды. Предпочтительные катионоактивные мономеры представляют собой N,N-[(3-хлор-2-гидроксипропил)-3-диметиламмоний пропил]-(мет)акриламид хлорид, N-[3-диметиламино)пропил]-(мет)акриламид гидрохлорид, N-[3-(триметиламмоний)пропил]-(мет)акриламид хлорид, 2-гидрокси-3-(мет)акрилопропил-триметил аммоний хлорид, диметилдиаллил аммоний хлорид, азиридин этил(мет)акрилат, морфолиноэтил(мет)акрилат, триметиламмоний метил(мет)акрилат хлорид, диметиламинопропил(мет)акрилат, 1,2,2,6,6-пентаметилпиперидинил(мет)акрилат, аминопропил виниловый эфир, диэтиламинопропиловый эфир и трет-бутиламиноэтил(мет)акрилат.
Кроме того, в дальнейшем, могут быть сополимеризованы мономеры, в частности, мономеры с функциональными группами приблизительно до 50 вес.%. Неограничивающие примеры таких функциональных групп представляют собой алкоксисилановые, силанольные, глицидиловые, эпоксидные, эпигалогидриновые, карбоксильные, аминовые, амидные, амидиновые, иминовые, N-метилольные, изоцианатные, гидроксильные, тиольные, аммониевые, альдегидные, кетоновые, карбонильные, эфирные, кислотноангидридные, ацетоацетонатные и/или сульфокислотные группы.
Когда мономеры ненасыщенного олефина полимеризируются в присутствии натурального латекса, тогда весовое соотношение полученного таким образом синтетического полимеризата к натуральному латексу представляет собой приблизительно от 0,1:99,9 до приблизительно 10:1, предпочтительно приблизительно от 1:99 до приблизительно 2:1, в частности, приблизительно от 5:95 до приблизительно 1:1, и особенно предпочтительно приблизительно от 1:10 до приблизительно 1:2.
Полимеризацией мономеров ненасыщенных олефинов в присутствии натурального латекса можно настолько управлять, что мономеры формируют собственные частицы, которые не зависят от натурального латекса. Часто, однако, это предпочтительно, когда таким образом в результате подходящего контроля полимеризации мономеров ненасыщенного олефина натуральный латекс получает гетерогенную морфологию. В этом случае возможно, с одной стороны, произвести своего рода морфологию «ядро-оболочка», с мономерами полимеризующими непосредственно вокруг натуральный латекс. Другая возможность заключается в том, чтобы произвести другую морфологию, известную специалисту в данной области техники, такую как, например, так называемая ежевикообразная, бутербродная и/или структура полумесяца. Дальнейшая возможность представляет собой агрегацию, как правило, искусственно полученных частиц к натуральному латексу посредством известных способов, например, на основе ионных взаимодействий, в этом случае предпочтительно, когда эти частицы имеют размер частиц, непосредственно меньший чем или сопоставимый с тем же из натурального латекса. Такие частицы могут быть получены в присутствии натурального латекса и/или получены отдельно и впоследствии смешаны с натуральным латексом. В еще одном воплощении натуральный латекс избирательно изменен на поверхности, например, посредством химической модификации, такой как вулканизация, окисление, поперечное сшивание, так, чтобы таким образом была сформирована гетерогенная морфология.
g
g
Когда натуральный латекс намеренно модифицирован таким способом, что формируется гетерогенная морфология, это предпочтительно, когда у различных фаз есть по меньшей мере 2 различных температуры стеклования T. В связи с тем, что сам немодифицированный натуральный латекс имеет очень низкую температуру стеклования, T других фаз полимера, как правило, устанавливается выше. Таким образом, в случае модифицированного натурального латекса с гетерогенной морфологией часто предпочтительны полимерные порошки, у которых есть по меньшей мере одна фаза полимера с температурой стеклования от -20°C или выше, предпочтительно от 0°C или выше, в частности, от +20°C или выше.
g
g
A
gA
B
gB
n
gn
A
B
gA
gB
g
Когда фазы полимера сформированы посредством преобразования мономеров в результате формирования гомо- и/или сополимеризатов, тогда температура стеклования T фаз полимера, которые будут получены, может быть вычислена эмпирически посредством известного уравнения Fox T.G. Fox, Bull. Am. Phy. Soc. (serll) 1, 123 (1956) и Ullmann's Enzyklopadie der Technischen Chemie, Vol. 19, 4th Ed., Verlag Chemie, Weinheim, 1980, pp. 17/18). Таким образом, это представляет: 1/T=X/T+X/T+ … +X/T, где X, X … являются составными фракциями используемых мономеров A, B … (в вес.%), и T, T … являются температурой стеклования T в Кельвинах, каждого из гомополимеризатов A, B и т.д. Они перечислены, например в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, VCH, Weinheim, Vol. A21 (1992), p. 169.
g
Другой возможный способ определения температуры стеклования T отдельных фаз полимера, в частности, модифицированного или немодифицированного натурального латекса, является экспериментальное определение, например, посредством DSC, в этом случае должна быть учтена средняя точка температуры в соответствии с ASTM D3418-82. В случае больших различий между расчетными и экспериментальными значениями, в случае сомнения имеют силу значения, вычисленные экспериментальным путем.
Однако необходимо обращать внимание, что натуральный латекс не сильно модифицирован, например, до такой степени, что это значительно уменьшает формирование пленки модифицированного натурального латекса и/или редиспергируемого полимерного порошка. Таким образом, чаще всего предпочтительно, когда он формирует пленку при комнатной температуре при испарении воды. Полученная пленка, в отличие от современных редиспергируемых порошков, показывает эластомерные свойства и, как правило, очень гибкая и прозрачная. Для извлечения полной выгоды, в определенных случаях, предпочтительная минимальная температура пленкообразования (МТПО) может быть ниже комнатной температуры и, как правило, ниже приблизительно 20°C, предпочтительно ниже приблизительно 10°C и, в частности, ниже приблизительно 5°C. МТПО определяется в соответствии с DIN 5378.
Средний размер частицы модифицированного натурального латекса в предпочтительном воплощении ниже 10 мкм. Более предпочтительно, как правило, он составляет от приблизительно 0,05 мкм, предпочтительно от приблизительно 0,1 мкм до приблизительно 5,0 мкм, предпочтительно до приблизительно 3,0 мкм, с ним также возможно использовать натуральный латекс, имеющий меньшие и/или большие латексные частицы. Размер частицы измерен посредством рассеяния света и указан как средний объемный.
Полимерный порошок, предпочтительно включающий содержащиеся летучие органические соединения, сокращенные как «ЛОС», имеет их меньше чем приблизительно 2000 м.д., предпочтительно меньше чем 1000 м.д., в частности, меньше чем приблизительно 500 м.д., на основе содержания сухого порошка. В соответствии с изобретением ЛОС определены в соответствии с Директивой Европейского Союза 2004/42/CE, которая классифицирует ЛОС как каждое органическое соединение с точкой кипения при стандартном давлении 101,3 кПа при 250°C или ниже. Когда содержание ЛОС до высыхания слишком высоко, оно может быть уменьшено, используя общие методы, такие как, например, выпаривание и/или вакуумная дистилляция и/или реакция с остаточными мономерами.
Средний размер частицы полимерного порошка после высыхания соответственно составляет по меньшей мере приблизительно 10 мкм или более, предпочтительно приблизительно 30 мкм или более, в частности, приблизительно 50 мкм или более. Кроме того, часто предпочтительно, когда средний размер частицы представляет собой не более приблизительно 2 мм или менее, предпочтительно приблизительно 1 мм или менее, в частности, приблизительно 0,5 мм или менее, и полимерный порошок легко сыпучий, а также сгруппированный и устойчивый при хранении. Размер частицы частиц порошка предпочтительно измеряется посредством рассеяния света, когда среднее объемное является также решающим значением.
Когда полимерный порошок содержит защитный коллоид, это может быть по меньшей мере одним растворимым в воде органическим полимерным защитным коллоидом и/или одним ионным коллоидом, приготовленным согласно, например, EP 1098916, EP 1109838, EP 1102793 и EP 1923405, который является частично растворимым или нерастворимым в воде. Кроме того, его также возможно использовать дополнительно или в качестве единственного защитного коллоида одного или нескольких натуральных или синтетических полимеров, которые растворимы только в щелочном диапазоне pH-фактора, что означает, что по меньшей мере приблизительно 50 вес.%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 вес.%, в частности, приблизительно 90 вес.% распадется в воде со значением pH 10 как 10 вес.% раствор при 23°С. Их неограничивающие примеры представляют собой поли(мет)акриловые кислоты и ее сополимеры и/или натуральные смолы, такие как, например, канифоль и ее производные.
Типичными представителями синтетических защитных коллоидов, которые могут использоваться в соответствии с изобретением, являются, например, один или несколько поливиниловых пирролидонов и/или поливиниловые ацетали с молекулярной массой 2000-400000, полностью или частично омыленные поливиниловые спирты и их производные, которые могут быть модифицированы, например, с аминогруппами, карбоксильными кислотными группами и/или алкильными группами, со степенью гидролиза предпочтительно приблизительно 70-100 мол.%, в частности, приблизительно 80-98 мол.%, и Hӧppler вязкость в 4%-ом водном растворе составляет предпочтительно 1-100 мПа, в частности, приблизительно 3-50 мПа (измеренная при 20°C в соответствии с DIN 53015), также меламина формальдегид сульфонат, нафталин формальдегид сульфонат, полимеризаты оксида пропилена и/или оксида этилена, включая также сополимеризаты, и их блок-сополимеризаты, стирол-малеиновая кислота и/или сополимеризаты винилового эфира и малеиновой кислоты.
6
22
6
22
Кроме того, необязательно также могут использоваться высокомолекулярные олигомеры, которые могут присутствовать в качестве неионогенных, анионных, катионоактивных и/или амфотерных эмульгаторов. Неограничивающие примеры представляют собой алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты, сульфаты гидроксильных спиртов, алкильные и алкиларильные дисульфонаты, сульфированные жирные кислоты, сульфаты и фосфаты полиэтоксилированных спиртов и алкилфенолы, также эфиры сульфоянтарной кислоты, соли четвертичного аммония, соли четвертичного алкилфосфония, полиприсоединенные продукты, такие как полиалкоксилаты, например, аддукты с 5-50 моль оксида этилена и/или оксида пропилена на моль линейного и/или разветвленного C-C-алканола, алкилфенолы, высшие жирные кислоты, высшие жирные аминокислоты, первичные и/или вторичные высшие алкиламины, каждый раз с алкильной группой, предпочтительно являющейся линейной и/или разветвленной C-C-алкильной группой.
Предпочтительно синтетические защитные коллоиды частично омылены, необязательно модифицированы, поливиновые спирты имеют степень гидролиза 80-98 мол.% и вязкость по Hӧppler, как 4%-ый водный раствор при 1-50 мПа и/или поливинилпирролидон.
1
6
В дальнейшем воплощении натуральные и/или синтетически полученные защитные коллоиды могут быть выбраны из группы биополимеров, таких как полисахариды и эфиры полисахарида, например, эфиры целлюлозы, такие как гидроксиалкил-целлюлоза и/или алкил-гидроксиалкил-целлюлоза, в этом случае алкильная группа может быть той же самой или отличаться и предпочтительно представляет собой С-C-группу, в частности метильную, этильную, н-пропильную и/или изопропильную группу, карбоксиметилцеллюлозу, крахмал и эфиры крахмала (амилоза и/или амилопектин и/или их производные), гуаровые эфиры, декстрины, агар-агар, гуммиарабик, зерно рожкового дерева, пектин, смола трагакант и/или альгинаты. Часто предпочтительно, когда они растворимы в холодной и/или щелочной воде. Полисахариды могут, но не должны быть, химически модифицированными, например, с карбоксиметилом, карбоксиэтилом, гидроксиэтилом, гидроксипропилом, метилом, этилом, пропилом, сульфатом, фосфатом и/или длинноцепочечной алкильной группой. В качестве синтетических полисахаридов могут использоваться, например, анионный, неионогенный или катионоактивный гетерополисахариды, в частности ксантановая смола, велановая резина и/или диутановая смола. Предпочтительно пептиды и/или белки, которые будут использоваться, представляют собой, например, желатин, казеин и/или белок сои.
1
6
Предпочтительно биополимеры представляют собой декстрины, эфиры целлюлозы, карбоксиметилцеллюлозу, крахмал, эфиры крахмалов, казеин, белок сои, желатин, а также гидроксиалкил-целлюлозу и/или алкил-гидроксиалкил-целлюлозу, в этом случае алкильная группа может быть той же самой или отличаться и предпочтительно представляет собой С-C-группу, в частности, метильную, этильную, н-пропильную и/или изопропильную группу.
Как указывалось выше, заявленный порошок в предпочтительном воплощении может содержать по меньшей мере агент, предотвращающий спекание, и/или наполнитель. Они могут быть смешаны с водным, необязательно модифицированным, натуральным латексом перед сушкой и/или добавлены во время и/или после высыхания. Антиблокирующие агенты и/или наполнители, также называемые заполнителями, как правило, имеют неорганическую природу, однако, также с ними возможно использовать органические наполнители. Предпочтительно антиблокирующие агенты и/или наполнители представляют собой кварцевые и/или карбонатные пески и/или порошки, такие как, например, кварцевый песок и/или известковая мука, карбонаты, силикаты, мягкий известняк, слоистые силикаты, осажденные кремнеземы, легковесовые наполнители, такие как, например, полые микросферы из стекла, полимеры, такие как сферический полистирол, алюмосиликаты, кремнеземы, алюминий-кремний, кальций-силикатные гидраты, диоксид кремния, алюминия-силикат, магний-силикат, алюминий-силикат гидрат, кальций-алюминий-силикат, кальций-силикат гидрат, железо-магний алюмосиликат, кальций-метасиликат, глины, такие как вермикулиты и бентониты и/или вулканический шлак, а также вулканические туфы, такие как метакаолин и/или латентно твердеющие в воде компоненты, в этом случае наполнители и/или легковесовые наполнители также могут иметь натуральные или искусственно образованные цвета.
1
4
4
12
Редиспергируемый порошок согласно изобретению может также содержать дополнительные добавки. Предпочтительными являются водорастворимые полимеры, такие как поливиниловый спирт, загустители, поликарбоксилаты, полиакриламиды, соединяющие агенты, предохраняющие агенты, такие как биоциды, гербициды, альгициды и/или фунгициды, анти-пенообразователи, антиоксиданты, предохранительные средства, такие как предохранители против оксида, тепла, озона, света, усталости и/или гидролиза, добавки для снижения осаждения и/или водоотделения, поверхностно-активные соединения, такие как порошкообразные и/или жидкие увлажняющие агенты, анти-пенообразователи и/или поверхностно-активные вещества, алкил, гидроксиалкил и/или алкилгидроксиалкиловые эфиры полисахаридов, такие как эфиры целлюлозы, эфиры крахмала и/или гуаровые эфиры, с алкильной и гидроксиалкильной группой, как правило, являющейся C-С-группой, диспергирующие агенты, другие добавки реологического контроля, такие как, например, казеин и/или утолщающие агенты, агенты для контроля гидратации минеральных систем твердения, в частности, ускорители твердения, ускорители затвердевания и/или замедлитель схватывания, воздухововлекающие агенты, дисперсии и водорастворимые полимерные порошки на основе нерастворимых в воде синтетических полимеров, таких как, например, пленкообразующие полимеры на основе винилацетата, этиленвинилацетата, этиленвинил ацетатвинил версатата, этиленвинил ацетат(мет)акрилата, этиленвинил ацетатвинил хлорида, винилацетат-винилверсатата, винилацетат-винилверсатат-(мет)акрилата, винилверсатат-(мет)акрилата, чистого (мет)акрилата, стиролакрилата и/или стиролбутадиена, в случае винилверсатата предпочтительно представляет собой С-С-виниловый эфир, и полимеризаты могут содержать приблизительно 0-50 вес.%, в частности, приблизительно 0-30 вес.% и, в частности, предпочтительно приблизительно 0-10 вес.% дополнительных мономеров, в частности таких, как имеющие функциональные группы, гидрофобизирующие агенты и/или добавки для сокращение водопоглощения, в частности на основе, силанов, силоксанов, силиконов, металлических мыл, жирных кислот и/или сложных эфиров жирных кислот, добавки для снижения усадки и/или выцветания, такие как, например, соединения на основе натуральных смол, в частности канифоль и/или ее производные, а также органические соединения четвертичного аммония, волокна, такие как целлюлозные волокна, добавки для поступления воздуха в пустоты, агенты, задерживающие воду, цветные пигменты, а также порошки, которые имеют щелочную реакцию с водой, в частности, оксиды и/или гидроксиды щелочных и/или щелочноземельных солей.
Особенно предпочтительно добавки представляют собой эфиры полисахаридов, гидрофобизирующие агенты, в частности, силаны, эфиры силанов, силоксаны, жирные кислоты и/или эфиры жирных кислот, водорастворимые полимерные порошки, влагопоглощающие агенты, а также добавки для контролирования реологии, гидратации, усадки и/или сокращения выцветания.
Содержание этих добавок может быть очень низким для, например, низкомолекулярных поверхностно-активных веществ и может быть в диапазоне приблизительно 0,01 вес.% или более, в частности, приблизительно 0,1 вес.% и более, на основе содержания сухого полимерного порошка. Как правило, это не более чем приблизительно 50 вес.%, в частности, не более чем приблизительно 30 вес.%, на основе содержания сухого полимерного порошка. Добавление этой добавки может иметь место до, во время и/или после высыхания.
В одном предпочтительном воплощении способ получения полимерного порошка модифицированного натурального латекса осуществляется путем смешивания его в водной фазе с по меньшей мере одним радикальным инициатором и/или с по меньшей мере одним окисляющим агентом, необязательно в присутствии одного или нескольких защитных коллоидов, и впоследствии сушки полученного таким образом модифицированного натурального латекса, предпочтительно избегая формирования пленки. В другом предпочтительном воплощении водный натуральный латекс был смешан и вступал в реакцию с по меньшей мере одним мономером ненасыщенного олефина и с по меньшей мере одним радикальным инициатором, необязательно в присутствии одного или нескольких защитных коллоидов, и таким образом полученный модифицированный натуральный латекс впоследствии высушивали, предпочтительно избегая формирования пленки. При этом способе необходимо обратить внимание на тот факт, что перед сушкой полимеризируется по меньшей мере приблизительно 90 вес.% мономера, предпочтительно по меньшей мере 98 вес.%, в особенности по меньшей мере 99 вес.%. Кроме того, может быть полезно, когда мономеры полимеризируются в присутствии по меньшей мере одного водорастворимого восстановителя и по меньшей мере одного маслорастворимого окислителя, или наоборот.
В еще одном предпочтительном воплощении необязательно модифицированный натуральный латекс смешан с по меньшей мере одним наполнителем, и полученный таким образом модифицированный натуральный латекс высушен, избегая формирования пленки. Например, наполнитель может быть смешан с натуральным латексом в твердом или жидком виде и затем высушен с использованием известных в уровне техники способов, таких, например, как распылительная сушка. В этом случае часто используют наполнители с малым размером частиц. Таким образом, по меньшей мере 95 вес.% частиц наполнителя предпочтительно имеют размер частиц менее чем или равный 100 мкм, в частности, менее чем или равный 20 мкм, где размер частицы определяют просеиванием. Кроме того, также возможно использовать очень мелкие частицы, например, со средним размером частиц 0,05 мкм или более, предпочтительно 0,2 мкм или более, в частности 1,0 мкм или более. Количество добавленного наполнителя для модификации латекса может составить приблизительно до 100 вес.%, предпочтительно приблизительно до 75 вес.%, в частности, приблизительно до 50 вес.%, на основе твердых частицах латекса, и зависит от типа наполнителя. Особенно предпочтительные наполнители представляют глины, силикаты и/или карбонаты.
Производя модифицированный натуральный латекс, может иметь место смешивание натурального латекса в водной фазе с по меньшей мере одним радикальным инициатором и/или с по меньшей мере одним окисляющим агентом в присутствии по меньшей мере одного растворимого в воде органического полимерного защитного коллоида, одного ионного коллоида, который является частично растворимым или нерастворимым в воде и/или в одном щелочно-растворимом полимере. Растворимый в воде органический полимерный защитный коллоид, ионный коллоид, который является частично растворимым или нерастворимым в воде и/или щелочно-растворимом полимере, может также быть добавлен после смешивания, например, непосредственно перед высыханием. Смешивание выполняется в присутствии по меньшей мере одного мономера, как вариант может иметь место добавление растворимого в воде органического полимерного защитного коллоида, ионного коллоида, который является частично растворимым или нерастворимым в воде и/или щелочно-растворимом полимере до, во время и/или после добавления мономера и/или его взаимодействия с радикальным инициатором.
2
2
+2
+
Предпочтительные радикальные инициаторы представляют собой известные системы инициатора для радикальной полимеризации без каких-либо существенных ограничений. Таким образом, могут использоваться все системы инициатора, известные в упомянутых типах полимеризации. Они включают тепловые системы инициатора, такого как персульфаты, например, калий, натрий и/или аммония персульфат, водо- и мономерорастворимые азоинициаторы, такие как азобисизобутиронитрил, азобисциановалериановая кислота, также 2,2'-азобис(2-метилпропионамидин)дигидрохлорид, системы окислительно-восстановительного инициатора, состоящие из окисляющих агентов, таких как, например, перекись водорода, трет-бутил гидропероксид, трет-бутил пероксид, изопропилбензол моногидропероксид, гидропероксид кумена, трет-бутил пероксопивалат, дибензоил пероксид, бициклогексил пероксидикарбонат и дицетил пероксидикабонат, и восстанавливающие агенты, такие как, например, натрий, калий, аммоний, сульфиты и дисульфиты, натрия, калия и цинк формальдегида сульфоксилата, первичные, вторичные и третичные амины с молекулярной массой предпочтительно менее чем 1000, такие как тетраэтиленпентамин, также аскорбиновая кислота, возможно использовать окисляющие агенты, которые могут сформировать свободные радикалы посредством теплового разложения как и каталитические системы инициатора, такие как, например, система HO/Fe/H. Содержание инициаторов, на основе содержащегося мономера, предпочтительно представляет собой приблизительно от 0,01 до 5 вес.%, в частности, приблизительно от 0,1 до 3 вес.%.
+4
+
+2
Предпочтительно окисляющие агенты представляют собой пероксиды, такие как перекись водорода, или органические пероксиды, которые также используются для радикального формирования, такие как, например, трет-бутила гидропероксид и/или надуксусная кислота. Но также возможно использовать персульфаты, такие как, например, аммония, натрия и/или персульфат калия, перкарбонаты, такие как натрия и/или перкарбонат калия, бораты, такие как, например, натрия и/или борат калия, переходные металлы с высоким числом окисления, такие как, например, перманганаты и/или дихроматы, ионы металлов, такие как, например, Ce, Ag, Cu, анионы галогенов оксокислот, такие как, например, броматы, галогены, такие как, например, хлор, фтор, бром и/или йод, гидрохлориты, такие как, например, натрия и/или калия гидрохлорит и/или озон.
Смешивание натурального латекса в водной фазе с по меньшей мере одним радикальным инициатором и/или с по меньшей мере одним окисляющим агентом предпочтительно выполнено при температурах приблизительно +5°C или выше, предпочтительно приблизительно +20°C или выше, в частности, приблизительно +30°C или выше. В зависимости от реакционной способности радикального инициатора и/или окисляющего агента и температуры взаимодействия, может быть достаточным очень короткое время взаимодействия. Для этого, например, может быть достаточным дополнение присадками незадолго до сушки. Однако, часто предпочтительно, когда смешивание и/или время взаимодействия составляет по меньшей мере приблизительно 5 минут, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 10 минут, в частности, по меньшей мере приблизительно 15 минут.
Количество используемого радикального инициатора и/или окисляющего агента зависит от радикального инициатора и/или окисляющегося агента и зависит также от желаемой степени модификации. Таким образом, отношение веса немодифицированного натурального латекса, выраженного как содержание твердых частиц, к радикальному инициатору и/или окисляющему агенту, выраженному как его активное содержание, является приблизительно от 200:1 до приблизительно 1:1, предпочтительно приблизительно от 100:1 до приблизительно 5:1, в частности, приблизительно от 50:1 до приблизительно 10:1.
Содержание твердых частиц модифицированного или немодифицированного натурального латекса не играет существенной роли при выполнении процессов. Однако, для того чтобы по возможности удалить немного воды при последующем высыхании, предпочтительно, когда содержание твердых частиц натурального латекса представляет собой по меньшей мере приблизительно 30 вес.%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 40 вес.%, в частности, по меньшей мере приблизительно 50 вес.%. Таким образом, содержание твердых частиц может также составлять приблизительно до 80 вес.%, предпочтительно приблизительно до 75 вес.%.
Для получения полимерного порошка согласно изобретению происходит сушка, необязательно после дополнительного добавления растворимых в воде полимеров и/или дополнительных добавок, при помощи которых избегают или по меньшей мере минимизируют формирование пленки модифицированного натурального латекса. Предпочтительно такие средства представляют собой распылительную сушку, включая импульсную горелку для распыляющей сушки, сублимационную сушку, сушку псевдоожиженного слоя, сушку в барабанной сушилке или сушку в потоке горячего воздуха, в этом случае особенно предпочтительна распылительная сушка, и распыление может иметь место, например, посредством распыляющего диска, однокомпонентного или многокомпонентного жиклера. В случае необходимости смесь, которая будет высушена, может быть разбавлена водой, для достижения подходящей вязкости для сушки. В принципе температура сушки не имеет реальных пределов. В частности, из-за связанных с безопасностью соображений, однако, она не должна, как правило, превышать приблизительно 200°C, в частности, приблизительно 175°C. Для достижения достаточно эффективной сушки предпочтительная температура поступающего воздуха составляет приблизительно 110°C или выше, в частности, приблизительно 120°C или выше.
Композиция строительного материала по настоящему изобретению в одном воплощении содержит, на основе содержания сухой композиции строительного материала, по меньшей мере приблизительно 0,1 вес.%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,5 вес.%, в частности, по меньшей мере приблизительно 1,0 вес.% и/или не более приблизительно 50 вес.%, предпочтительно не более приблизительно 40 вес.%, в частности, не более приблизительно 30 вес.%, полимерного порошка в соответствии с изобретением.
В одном предпочтительном воплощении композиции строительного материала содержат по меньшей мере одно минеральное схватывающее связующее вещество. В другом предпочтительном воплощении композиции строительного материала содержат не менее или менее чем 5 вес.%, предпочтительно менее чем 2,5 вес.%, минерального отверждающего связующего вещества.
Под минеральными связующими веществами в изобретении подразумеваются связующие вещества, которые, как правило, находятся в форме порошка и, в частности, состоят из по меньшей мере a) одного твердеющего в воде отверждающегося связующего вещества, b) одного латентного твердеющего в воде отверждаемого связующего вещества и/или c) одного не твердеющего в воде связующего вещества, которое реагирует под влиянием воздуха и воды.
В качестве твердеющих в воде отвержающихся связующих веществ может использоваться цемент, в частности Портландский цемент, например, в соответствии с EN 196 CEM I, II, III, IV и V, высокоглиноземный цемент и/или гипс, который имеется в виду значения этого изобретения, в частности, сульфат кальция в α-форме и/или β-семигидрат и/или ангидрит формы I, II и/или III. В качестве твердеющих в воде связующих веществ могут использоваться вулканические туфы, такие как метакаолин, метасиликат кальция и/или вулканический шлак, вулканический туф, трасс, зольная пыль, кислотный доменный шлак и/или кварцевая пыль, которые реагируют, твердея в воде, в комбинации с источником кальция, таким как гидроксид кальция и/или цемент. В качестве нетвердеющего в воде связующего вещества может использоваться, в частности, известь, главным образом в форме гидроксида кальция и/или негашеной извести. Предпочтительно, прежде всего, чистый Портландский цемент - основа соединений строительного материала, смесь Портландского цемента, высокоглиноземистого цемента и сульфата кальция, а также на основе гипса композиции строительного материала, он возможен в каждом случае по желанию, чтобы также добавить латентные твердеющие в воде и/или нетвердеющие в воде связующие вещества.
Сухие растворные смеси в соответствии с изобретением могут быть сформулированы, например, как покрытия или композитные смеси, теплоизолирующие смеси, герметизирующие соединения, в частности, гибкие герметизирующие соединения для низких температурных областей применения, гипса и/или извести и/или цементной штукатурки, ремонтных строительных смесей, керамических жидких растворов плитки, связующих керамической черепицы, фанеры, связующие строительные растворы, цементные материалы для первичной обработки, гидроизолирующие мембраны, цементирующие покрытия и связующие вещества для бетона, трубопроводов и палуб судна, порошковых красок, связующие паркета, брус самовыравнивающихся полов, сглаживающие и/или затирающие соединения. В связи с гидрофобностью и низким водопоглощением, достигаемыми полимерным порошком в соответствии с изобретением, такие строительные смеси могут использоваться на открытом воздухе, а также в закрытом помещении.
ПРИМЕРЫ
Изобретение далее объяснено на основании следующих примеров. Если не обозначено иначе, тесты выполнены при окружающей температуре 23°C и относительной влажности 50%.
Используемые сокращения
ММА Метилметакрилат
БА Бутилакрилат
MADQUAT 80 вес.% водный раствор N,N-диметиламиноэтилметакрилат метил хлорид
MAPTAC 50 вес.% водный раствор N,N-диметиламиноэтилметакриламид метил хлорид
АК Акриловая кислота
ВАц Винилацетат
НФС Натрийформальдегид сульфоксилат
ГПТБ 70 вес.% водный раствор гидропероксида трет-бутила
ТЭПА Тетраэтиленпентамин
ЛНК Натуральный латекс (Латекс натурального каучука)
ПВ-ОН Поливиниловый спирт со степенью гидролиза 88 мол.% и Hӧppler вязкостью как 4%-ый водный раствор 4 мПа.
КСВТС Комбинированная Система Внешнего Теплоизоляционного Слоя
ETAG 004 Директива для Европейского Технического Одобрения Комбинированных Систем Внешнего Теплоизоляционного Слоя с Предоставлением, Европейская Организации по Техническим Одобрениям
Получение дисперсий и порошков
Пример 1: Получение дисперсии D-1
g
В 12-литровый реактор полимеризации с механической мешалкой медленно добавлялось 4500 г анионного ЛНК (LCS Revertex, содержание твердых частиц 67,5 вес.%), с перемешиванием смеси 700 г воды и 1680 г 24 вес.% водного раствора ПВ-ОН, с последующим регулированием значения pH с 10 вес.% водного раствора гидроксида натрия до приблизительно 10, и добавляя 200 г MMA, а также смесь 22,5 г ГПТБ в 225 г воды. Температура реактора была скорректирована до 30°C. Смесь 8,13 г ТЭПА в 81,25 г воды медленно добавлялась в течение 45 минут, с временем ожидания 15 минут. Это было повторено три раза с последним добавлением, дозируемым в течение 20 минут. Смесь 3,25 г ГПТБ в 32,5 г воды была добавлена после 45, 105, 165, 210 и 235 минут начального дополнения ГПТБ. Было добавлено 408 г MADQUAT спустя 165 минут после начала первого добавления ТЭПА. После 225 минут было добавлено 45 г 20 вес.% водного раствора НФС, и температура взаимодействия была увеличена до 50°C в течение 75 минут. Через 15 минут после начала повышения температуры было добавлено 30 г 15 вес.% водного раствора НФС в течение 15 минут. Через 5 минут было добавлено 200 г 10 вес.% водного раствора серной кислоты, с последующим добавлением в течение получаса 90 г 10 вес.% водного раствора перекиси водорода, которое было начато через 10 минут после добавления серной кислоты. После поддержания температуры взаимодействия в течение 90 минут при 50°C реактор был охлажден и опорожнен. Результатом была чистая, беловатая дисперсия без шлаковой мелочи с содержанием твердых частиц 47 вес.%, pH 6,7, с вязкостью по Брукфильду 1750 мПа, измеренная при 23°C и 100 об/мин. Полученная дисперсия показывает две совершенно разные температуры стеклования T -63°C и от +30°C до +65°C, с температурой прогиба, находящейся при +57°C.
Несмотря на то, что MMA, который был полимеризирован задолго до MADQUAT, был добавлен как гомополимер, имеющий температуру стеклования +105°C, не наблюдалась такая высокая температуры стеклования.
Факт, что диапазон температуры стеклования намного ниже, указывает на то, что по меньшей мере некоторое количество из MMA реагировало на поверхность ЛНК.
ПРИМЕР 2: Получение дисперсии D-2
g
В 2-литровый реактор полимеризации с механической мешалкой медленно добавлялось 500 г анионного ЛНК (LCS Revertex, содержание твердых частиц 67,5 вес.%), с перемешиванием 200 г воды, с последующим добавлением 100 г MARTAC, 50 г ММА и раствора 2,0 г ГПТБ в 20 г воды. Не были добавлены никакие стабилизаторы, такие как сурфактанты и/или защитные коллоиды, такой как частично омыленный поливиниловый спирт. Температура реактора была скорректирована до 30°C. Были добавлены 0,5 г 10 вес.% водного раствора ГПТБ и 0,5 г 10 вес.% водного раствора НФС спустя 50 и 90 минут после добавления мономера. Реакционную смесь охлаждали через 3 часа, а затем выгружали из реактора. Результатом была чистая, беловатая дисперсия с содержанием твердых частиц 48,3 вес.% и с низкой вязкостью. Полученная дисперсия показывает две совершенно разные температуры стеклования T -63°C и от +35°C до +67°C, с температурой прогиба, находящейся при +57°C.
ПРИМЕР 3: Тест устойчивости коллоида полученных дисперсий D-1 и D-2
1 г полученных дисперсий D-1 и D-2 были смешаны с двумя каплями (приблизительно 0,1 г) концентрированной муравьиной кислоты. Обе дисперсии показали превосходную стабильность, и даже после нескольких часов не проявились никакие признаки агрегирования, абразивных частиц и/или коагуляции. Это особенно предпочтительно для D-2, так как никакие стабилизаторы, такие как сурфактанты или защитные коллоиды, в любое время не были добавлены к ЛНК. Однако, когда только небольшое количество (одна капля или менее) даже разбавленной муравьиной кислоты было добавлено к первоначальному, немодифицированному ЛНК, незамедлительно произошла коагуляция ЛНК.
ПРИМЕР 4: Получение дисперсии D-3
Были загружены 212 г катионоактивного ЛНК (Revertex 1497C-65, содержание твердых частиц 65 вес.%), 266 г катионоактивного стабилизирующего коллоида на основе MADQUAT, MMA, БА, АК (23/38/38/1), полученного в соответствии с EP 1109838 без какого-либо добавления сурфактантов или защитных коллоидов, 40 г 25 вес.% водного раствора ПВ-OH, 20 г 10%-го водного раствора гидроксида натрия и 90 г воды в 2-литровый реактор полимеризации с механической мешалкой и нагревались до 76°C. Спустя одну минуту после добавления 2,5-граммового ГПТБ происходило дозирование смеси 316 г ВАц и 72 г БА в течение 120 минут. Параллельно с этим происходило дозирование раствора 2,5 г NFS в 250 г воды в течение 150 минут. Затем происходило добавление 1 г ГПТБ, а также раствора 0,2 г NFS в 2 г воды. Еще через 15 минут содержимое было охлаждено до комнатной температуры. Полученная белая дисперсия содержала 59,5 вес.% твердых частиц, вязкость по Брукфильду при 23°C составляла 3300 мПа, а значение pH 4,6.
ПРИМЕР 5: Получение дисперсии D-4
Пример 4 повторяли с использованием сделанного из того же самого катионоактивного коллоида стабилизации на основе MADQUAT, ММА БА, АК (23/38/38/1) и 83 г 25 вес.% водного раствора ПВ-OH. Полученная дисперсия белого цвета содержала 58,5 вес.% твердых частиц, вязкость по Брукфильду при 23°C составляла 1350 мПа, а значение pH 4,60.
ПРИМЕР 6: Получение порошков из D-1 и D-2
Соответственно были смешаны с перемешиванием 840 г дисперсии D-1 и D-2, согласно таблице 1 с различным количеством 25 вес.% водного раствора ПВ-OH. Затем содержащиеся твердые частицы были растворены водой до 25 вес.%. Полученная смесь была высушена, без дополнительных добавок, посредством обычно применяемой распылительной сушки, с температурой на входе 125°C, до белого цвета, с получением водорастворимого порошка с хорошим выходом, при этом не усматривается заслуживающего внимания процесса образования осадка, в разбрызгивающем устройстве. Полученный порошок был смешан с 0,5 вес.% коммерчески доступного кварца и с 18 вес.% коммерчески доступного карбоната.
Таблица 1
Состав для получения порошков на основе D-1 и D-2
Номер Примера
Тип дисперсии
Количество ПВ-ОН <sup>а)</sup>
P-1а
D-1<sup>b)</sup>
0
P-1b
D-1
7,5
P-1c
D-1
10
P-1d
D-1
12
P-2а
D-2
0
P-2b
D-2
1
P-2c
D-2
3
P-2d
D-2
10
а) Количество добавленного ПВ-OH, сообщается как вес.% твердого PVOH относительно суммы твердых частиц дисперсии и добавленного ПВ-OH.б) PH дисперсии был доведен до pH 10 перед распылительной сушкой, используя 10 вес.% водный раствор гидроксида натрия.
ПРИМЕР 7: Получение порошка P-3
К 45,9 г 25 вес.% водного раствора ПВ-OH были добавлены при комнатной температуре с перемешиванием 198,4 г поливинил спиртостабилизированной этилен-винильной ацетатной дисперсии с содержанием этилена 25% и содержанием твердых частиц 56 вес.%, а также 22 г коммерчески доступного ЛНК (Revertex 888-36; содержание твердых частиц 68 вес.%). Затем полученная смесь была смешана с 0,86 г 25% водным раствором перекиси водорода и нагревалась в течение 60 минут при 60°C при перемешивании, что не приводило к изменению в размере частиц (измерено с рассеянием света). Затем содержащиеся твердые частицы были растворены водой до 25 вес.%. Полученная смесь была высушена без дополнительных добавок посредством обычно применяемой распылительной сушки, с температурой на входе 125°C, до белого цвета, с получением водорастворимого порошка с хорошим выходом, при этом не усматривается заслуживающего внимания процесса образования осадка, в разбрызгивающем устройстве. Полученный порошок был смешан с 0,5 вес.% коммерчески доступного кварца и с 18 вес.% коммерчески доступного карбоната.
ПРИМЕР 8: Получение порошка P-4
Пример 7 повторяли с использованием приготовленного 4,3 г 25% водного раствора перекиси водорода, который аналогично не приводил к изменению в размере частиц (измерено с рассеянием света). Полученная смесь была белого цвета, с получением водорастворимого порошка с хорошим выходом, при этом не усматривается заслуживающего внимания процесса образования осадка, в разбрызгивающем устройстве.
ПРИМЕР 9: Получение порошка P-5
Смешивали с перемешиванием 840 г дисперсии D-3 с 160 г 25 вес.% раствора ПВ-OH. Затем содержащиеся твердые частицы растворяли водой до 25 вес.%. Полученная смесь была высушена без дополнительных добавок, посредством обычно применяемой распылительной сушки, с температурой на входе 125°C, до белого цвета, с получением водорастворимого порошка с хорошим выходом, при этом не усматривается заслуживающего внимания процесса образования осадка, в разбрызгивающем устройстве. Полученный порошок был смешан с 0,5 вес.% коммерчески доступного кварца и с 18 вес.% коммерчески доступного карбоната.
ПРИМЕР 10: Получение порошка P-6
Пример 9 повторяли с использованием 843 г приготовленной дисперсии D-4 и 156 г 25 вес.% раствора ПВ-ОН. Как результат - хороший выход, белого цвета, с получением водорастворимого порошка, при этом не усматривается заслуживающего внимания процесса образования осадка, в разбрызгивающем устройстве.
Порошки, полученные распылительной сушкой, сопоставимы с сегодняшними коммерческими редиспергируемыми порошками. Следовательно, все они являются, например, сыпучими и обеспечены хорошими свойствами антиспекания.
ПРИМЕР 11: Редисперсия полученных порошков
Как пример, 50 г порошка P-1b были смешаны с тем же самым количеством воды в течение 1 минуты при 850 об/мин с использованием винтовой мешалки. После 15-минутного времени вызревания размер частиц полученной редисперсии был измерен рассеянием света. Полученные 1,4 мкм отражают средний объемный размер частиц и ясно указывают на полную редисперсию. Другие порошки показали подобные характеристики редисперсии.
Эталонный пример 1:
Было смешано 75 г водного раствора декстрина (Dextrin A-330, Blattmann) с содержанием твердых частиц 50 вес.% с 160 г анионного ЛНК (LCS Revertex, содержание твердых частиц 67,5 вес.%) и растворены в 360 г воды. Это было предпринято для сухого распыления полученной смеси посредством обычно применяемой распылительной сушки с температурой на входе 125°С. Вместо порошка были получены влажные комки с низким выходом, которые совсем не были водорастворимы.
Эталонный пример 2:
Был повторен эталонный пример 1, но вместо раствора декстрина использовалось 187,5 г 20 вес.% водного раствора ПВ-OH. Наблюдалось непосредственное утолщение, с последующим сильным агрегированием и признаками коагуляции. Таким образом, не была возможна распылительная сушка полученного продукта.
Эталонный пример 3: Порошок P-7
Порошок P-7 является коммерчески доступным, водорастворимым дисперсным порошком, на основе поливинил-стабилизированного спиртом винилацетата-этиленовой дисперсии с 25 вес.% этилена.
Эталонный пример 4: Порошок P-8
Порошок P-8 является коммерчески доступным, водорастворимым дисперсным порошком, на основе поливинил-стабилизированного спиртом винилацетата-этиленовой дисперсии с 10 вес.% этилена.
ПРИМЕР 12: Зависимости кривой деформаций от напряжений порошковых пленок
Порошки были редиспергированы, как описано в примере 11. Полученные редисперсные пленки были сложены с толщиной мокрой пленки 1,0 мм. После сушки в течение 7 дней при 23°С и относительной влажности 50%, образец был вырезан для определения зависимости кривой деформации от напряжения в соответствии с ENISO 527 при скорости 100 мм/мин.
Таблица 2
Максимальное напряжение и удлинение порошковых пленок
Порошок изномера примера
Макс. напряжение[Н/мм<sup>2</sup>]
УдлинениеF<sub>макс</sub> [%]
P-1b
6,23
345
P-1c
6,95
320
P-1d
7,37
284
P-2d
9,35
417
P-7 (эталонный)
5,80
530
P-8 (эталонный)
5,28
283
max
Хотя порошковые пленки, обладающие признаками порошков по изобретению, P-1b, P-1c, P-1d1 и P-2d обеспечивают более высокое максимальное напряжение, чем эталонные порошки P-7 и P-8, а также не такое высокое удлинение при максимальном значении нагрузки (F) как эталонный порошок P-7, в связи с их эластомерными свойствами они определенно обладают более высокой гибкостью при низкой нагрузке. Кроме того, они обратимо деформируют по длинному диапазону эластичности. Удивительно, что эти свойства возникали, не только когда были измерены зависимости кривых деформаций от напряжений порошковых пленок при 23°C, но также и при -20°C, а также при +70°C. Однако зависимость кривых деформаций от напряжений эталонных порошков P-7 и P-8 показывает высокую нагрузку уже при слабом удлинении при 23°C. Необязательно, они также имеют тенденцию к необратимой деформации, даже когда применена маленькая нагрузка. При проведении измерений при -20°С, что значительно ниже температуры стеклования эталонных порошков Р-7 и Р-8, они совсем не показывают гибкость и разрываются без любого удлинения. Эти факты отражают, что Р-7 и P-8, как типичные представители сегодняшних коммерческих редиспергируемых порошков, имеют термопластические характеристики без или только в очень ограниченном эластомерном диапазоне.
Получение маточной смеси сухой растворной смеси
ПРИМЕР 13: Получение маточной смеси сухой растворной смеси ТМ-1 на основе цемента
Было получено 5 кг маточной смеси сухой растворной смеси ТМ-1 на основе цемента, состоящей из 280 весовых частей коммерчески доступного Портландского цемента CEM I 42.5, 583 весовых частей кварцевого песка (0,1-0,6 мм), 100 весовых частей коммерчески доступного карбоната кальция (Durcal 65) и 2 весовых частей коммерчески доступного эфира целлюлозы (метилгидроксиэтилцеллюлоза), где в этом процессе компоненты были смешаны в 10 I резервуаре с мешалкой FESTO, пока не была получена гомогенная сухая растворная маточная смесь.
ПРИМЕР 14: Получение маточной смеси сухой растворной смеси ТМ-2 на основе цемента
Было получено 5 кг маточной смеси сухой растворной смеси ТМ-2 на основе цемента, состоящей из 350 весовых частей коммерчески доступного Портландского цемента CEM I 52.5, 400 весовых частей кварцевого песка (0,1-0,3 мм), 100 весовых частей коммерчески доступного карбоната кальция (Durcal 65), 5 весовых частей коммерчески доступного целлюлозного волокна и 5 весовых частей коммерчески доступного эфира целлюлозы (метилгидроксиэтилцеллюлоза), где в этом процессе компоненты были смешаны в 10 I резервуаре с мешалкой FESTO, пока не была получена гомогенная сухая растворная маточная смесь.
Испытание, связанное с конкретным применением
Получение премикса строительной растворной смеси:
Количества, указанные в таблицах 3-5, (весовых частей) сухой растворной смеси, о которой идет речь, сначала смешали сухой с дополнительными порошкообразными добавками или порошком в соответствии с изобретением. Впоследствии, соответствующие смеси перемешивали в течение 60 секунд с количеством воды, указанным в таблицах, на основе 100 частей композиции сухой растворной смеси, с 60-мм пропеллерной мешалкой со скоростью 800 об/мин, с перемешиванием добавляемой воды. После времени вызревания 3 минуты растворная смесь была в короткое время снова перемешана вручную и использована.
ПРИМЕР 15: Определение гидрофобности посредством водно-капельного способа
Готовая смесь была использована с помощью разделителей с толщиной слоя 5 мм на цементной волокнистой плите с растворной смесью на нижней поверхности, удаленная на некотором расстоянии без разделителя на размер зерна (нулевое покрытие). Затем готовые образцы сохраняли в течение 1 дня при 23°C и 50% относительной влажности. На две поверхности растворной смеси (5 мм и нулевом покрытии) соответствующих образцов на каждый было использовано 0,5 мл воды из пипетки, с измерением времени, пока капли воды полностью не поглощались основанием растворной смеси.
Таблица 3
Определение гидрофобности сухой растворной маточной смеси ТМ-1 на основе цемента, смешанной с различными добавками в порошковой форме (указанно в вес.%) и смешанной с 22 вес.% воды (на 100 вес.% композиции сухой растворной смеси)
Номер эксперимента
1.1(Эталон)
1.2
1.3
ТМ-1
96%
96%
96%
Порошок P-7 (эталон)
4%
Порошок P-3
4%
Порошок P-4
4%
5-мм слой
35 мин
100 мин
>120 мин<sup>а)</sup>
Нулевое покрытие
3 мин
60 мин
90 мин
а) Капли воды все еще видны на поверхности раствора даже после 2 часов.
Результаты в таблице 3 отчетливо показывают, что может быть получен порошок в соответствии с изобретением, сухая растворная смесь на основе цемента, которая показывает отчетливо увеличенную гидрофобность в применяемом и в вулканизированном виде. Эти результаты еще более удивительны, поскольку P-3 и P-4 содержат только небольшую часть модифицированного натурального латекса, но оказывают большое влияние на гидрофобность вулканизированной растворной смеси.
Пример 16: Определение водного поглощения для КСВТС-растворной смеси согласно ETAG 004
3
2
Перемешанный премикс растворной смеси был применен на 60-мм ПС-плитах (пенополистирол; 20 кг/м; размер 20×25 см) с толщиной 3 мм и затем сохранен в течение 7 дней при 23°С и 50% относительной влажности. За два дня до конца хранения 1 см поверхности растворной смеси и 2 см смежных боковых поверхностей были покрыты водонепроницаемым составом (Sempafix 80/10), так, чтобы была сформирована испытательная поверхность 18×23 см (414 см). После хранения образцы были погружены в течение 24 часов покрытыми поверхностями вниз в контейнер с чистой водопроводной водой. Затем они были высушены при 50°C в течение 24 часов. Этот цикл был выполнен всего три раза. После этих трех циклов образцы были сохранены в течение еще 24 часов при 23°С и 50% относительной влажности.
Образцы были взвешены следующим образом: до хранения в воде (G0), после 1 часа (G1) и 24 часов (G24) хранения в воде, образцы вынимали из воды, тщательно высушивали и немедленно взвешивали. От усредненных весов G0, G1 и G24 поглощение воды может быть вычислено следующим образом:
2
2
Поглощение воды [кг/м] в 1 ч=((G1-G0)[г]/414 [см])×10
2
2
Поглощение воды [кг/м] в 24 ч=((G24-G0)[г]/414 [см])×10
Таблица 4
Определение водного поглощения для КСВТС-растворной смеси, полученной из сухой растворной маточной смеси TM-1 с количеством смешанной воды 22 вес.% на основе 100 вес.% композиции сухой растворной смеси
Номер теста
2.1 (эталон)
2.2
ТМ-1
98%
98%
Порошок P-7(эталон)
2%
Порошок P-3
2%
Абсорбция воды после 1 ч [кг/м<sup>2</sup>]
0,16
0,02
Абсорбция воды после 24 ч [кг/м<sup>2</sup>]
0,52
0,12
Становится ясно из таблицы 4, что, несмотря на низкое содержание ЛНК в порошке P-3 в соответствии с изобретением, в результате его дополнения для КСВТС-растворной смеси 2.2 показывает явное уменьшенное поглощение воды по сравнению с эталонной растворной смесью 2.1, содержащей сравнительный порошок P-7 без ЛНК.
ПРИМЕР 17: Определение адгезионной прочности на разрыв мастики
Чтобы определить адгезионную прочность на разрыв, после нулевого покрытия, раствор наносили на плитку с размером 6x6x6, мм зубчатым шпателем под углом 60°. После укладки через 5 минут глазурованная плитка размером 5×5 см была положена вручную на слой раствора и нагружена 2 кг в течение 30 секунд. Измерение адгезионной прочности на разрыв (в соответствии с CEN EN 1348) имело место после соответствующего хранения («C» - сухое хранение: 28 дней при 23°С и 50% относительной влажности; «В» - влажное хранение: 7 дней сухого хранения, с последующим 21 днем в водной ванне).
Таблица 5
Определение адгезионной прочности на разрыв после различных хранений мастики, полученной из маточной смеси сухой растворной смеси ТМ-2 с количеством смешанной воды 27 вес.% на основе 100 вес.% композиции растворной смеси
Номер теста
3.1(эталон)
3.2
3.3
ТМ-2
97%
97%
97%
Порошок Р-8 (эталон)
3%
Порошок Р-5
3%
Порошок Р-6
3%
Адгезионная прочность на разрыв
С [Н/мм<sup>2</sup>]
1,20
1,09
1,04
В [Н/мм<sup>2</sup>]
0,69
0,68
0,69
С/В [%]
57,5
62,4
65,4
Как видно из таблицы 5, адгезионная прочность на разрыв образцов 3.2 и 3.3 с порошками в соответствии с изобретением после сухого хранения немного ниже, чем таковые из эталонного образца 3.1, и после влажного хранения сопоставима с ними. Однако, так как адгезионная прочность на разрыв ниже после влажного хранения (В), чем после сухого хранения (С), уменьшение сухой/влажной прочности (С/В) также играет важную роль. Здесь показано, что образцы согласно изобретению имеют более низкое уменьшение процента. Это означает, что адгезия плиток на растворную смесь уменьшается меньше влажным хранением, что является явным преимуществом по отношению к эталонной растворной смеси, содержащей коммерчески доступный порошок.