制備分散體粉末的方法
【專利說明】制備分散體粉末的方法
[0001 ] 本發(fā)明涉及通過在噴嘴霧化干燥器中噴霧干燥聚合物水分散體來制備分散體粉 末的方法。
[0002] 分散體粉末是通過噴霧干燥相應(yīng)的聚合物水分散體可獲得的聚合物粉末。這里對(duì) 在水中可再分散的分散體粉末與不具有此類性質(zhì)的那些之間進(jìn)行了區(qū)別。一般是通過在干 燥助劑（通常為保護(hù)性膠體）和任選存在的抗粘連劑以及任選存在的其它添加劑存在下， 將相應(yīng)的聚合物水分散體干燥來獲得水可再分散的聚合物粉末。一方面，所述保護(hù)性膠體 部分防止聚合物粒子在干燥操作期間彼此不可逆地粘著，所述聚合物粒子被保護(hù)性膠體粒 子包被。另一方面，在聚合物粉末分散于水中時(shí)會(huì)再次溶解的該保護(hù)性膠體基質(zhì)具有在水 再分散體中，聚合物粒子再次以原有分散體的粒度存在的作用（TIZ-Fachberichte，1985， 第 109(9)卷，698)。
[0003] 在分散體粉末不可再分散的情況下，可以在干燥階段在不添加保護(hù)性膠體的情況 下任選地進(jìn)行。
[0004] 特別是在基于具有< 25°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的聚合物的分散體粉末在情況 下，為了將粉末粘連的情況最小化，并且為了改善可傾倒性和流動(dòng)性，可在分散體粉末制備 期間將抗粘連劑（抗結(jié)塊劑）添加到分散體粉末中?？拐尺B劑可在干燥步驟期間或在干燥 后添加。
[0005] 抗粘連劑（ABA)用于確保在噴霧干燥后獲得的聚合物粉末（分散體粉末）的可傾 倒性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性?？拐尺B劑是分散體粉末的一種組分，特別是在所述聚合物的部分的低 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或嚴(yán)重的吸濕性意味著可預(yù)料到粉末粘連或干燥器壁上結(jié)塊的情況時(shí)。用 抗粘連劑將粒子表面粉化也具有由于減少的團(tuán)聚而減少大顆粒部分的特定作用，并且這可 能對(duì)于干燥操作以及還對(duì)于粉末的性質(zhì)（例如，可傾倒性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性）來說具有非常有 利的結(jié)果。
[0006] 這些種類的分散體粉末是用于大量應(yīng)用，包括用于涂覆材料和用于非常眾多的襯 底的膠粘材料。非水可再分散性的分散體粉末的應(yīng)用的一個(gè)示例是其用作用于微粒天然材 料的粘結(jié)粉末（來自WackerChemieAG的VinnexR粉末）。
[0007] 水可再分散的分散體粉末常常與礦物粘結(jié)劑（來自WackerChemieAG的 VinnapasR粉末）結(jié)合而在化學(xué)建筑產(chǎn)品中有廣泛應(yīng)用。這些產(chǎn)品的示例是建筑膠粘劑， 尤其是瓷磚膠粘劑、抹灰（render)和灰漿組合物、油漆、填充化合物、流平化合物、隔熱復(fù) 合系統(tǒng)和接合灰漿。水可再分散的分散體粉末的優(yōu)點(diǎn)特別在于以下可能性：任選地與礦物 粘結(jié)劑如水泥一起在預(yù)制的、可儲(chǔ)存的干燥混合物中使用它們，以及使這些混合物備用，直 到在即將通過添加水使用它們之前。這些種類的干燥混合物比呈膏糊形式的體系更易運(yùn)輸 (因?yàn)楦稍锘旌衔锊缓郑?，且在?chǔ)存的情形下對(duì)霜的不敏感性和對(duì)微生物侵染的耐受 性的優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 分散體粉末是在已知的噴霧干燥器中產(chǎn)生的，可將噴霧干燥器分成噴嘴霧化干燥 器和旋轉(zhuǎn)霧化干燥器。在噴嘴霧化干燥器的情況下，通常位于干燥器頂端的聚合物分散體 (進(jìn)料（feed))借助于一個(gè)或多個(gè)單流體噴嘴（壓力噴嘴）在壓力下被霧化，或經(jīng)由一個(gè)或 多個(gè)雙流體噴嘴或一個(gè)或多個(gè)多流體噴嘴與增壓空氣一起被霧化。在旋轉(zhuǎn)霧化干燥器的情 況下，借助于例如呈霧化器盤、杯式霧化器或多孔中空圓筒形式的旋轉(zhuǎn)霧化器進(jìn)行霧化。
[0009] -般的程序是在環(huán)境溫度下向不預(yù)熱的噴霧干燥器供應(yīng)聚合物分散體，及利用熱 干燥氣體將其干燥。通常，干燥氣體的進(jìn)入溫度在100°c到200°C的范圍內(nèi)。該方法已在許 多情況被描述，例如在DE3101413C2、DE4406822AUDE19752435AUEP407889AUEP 1000113B1、EP1110978B1、EP1720933B1、EP2341084A1、W0 01/83071Al中。其原因 是具有低于60°C的低的最小成膜溫度（MFFT)的聚合物水分散體，即熱塑性聚合物的水分 散體的典型MFFT被認(rèn)為在高溫下非常敏感。具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的乳液聚合物的分 散體同樣如此。出于這些原因，因此，EP332067Al建議將分散體與水一起噴射。
[0010] DE10 2011 080 233Al描述了一種制備分散體粉末的方法，其中將干燥氣體預(yù) 熱到130°C到210°C的進(jìn)入溫度，以加速干燥。將待干燥的聚合物分散體預(yù)熱到50°C到 98°C的溫度，并使用旋轉(zhuǎn)霧化器將其噴射。ChemieIngenieurTechnik2009, 81，第6期， 699-716對(duì)溫度不敏感性物質(zhì)建議使用單流體噴嘴進(jìn)行噴霧的閃蒸方法，該方法中待噴霧 的懸浮液被加熱到120°C到200°C的溫度。
[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種噴霧干燥聚合物水分散體的方法，所述方法使得能夠改 善干燥操作，而對(duì)經(jīng)干燥的聚合物粉末（分散體粉末）無任何有害作用。
[0012] 本發(fā)明提供了一種制備分散體粉末的方法，其通過利用噴嘴霧化干燥器中的干燥 氣體噴霧干燥一種或多種烯鍵式不飽和單體的聚合物的聚合物水分散體來實(shí)現(xiàn)，該烯鍵式 不飽和單體選自以下組中：乙烯基酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、烯烴、二烯、乙烯基芳族化 合物和乙烯基鹵化物，所述方法的特征在于，所述聚合物水分散體（進(jìn)料）在被霧化前在壓 力下被預(yù)熱到IOOtC到200°C的溫度，并且在該溫度下被霧化，所述壓力設(shè)定成使所述聚合 物分散體（進(jìn)料）的水相在所選溫度下不沸騰。
[0013] 引入用于分散體粉末的基礎(chǔ)聚合物，用于以其聚合物水分散體的形式進(jìn)行噴霧干 燥。用于分散體粉末（聚合物粉末）的合適的基礎(chǔ)聚合物是一種或多種選自涵蓋以下的組 的烯鍵式不飽和單體的聚合物：具有1至15個(gè)C原子的羧酸的乙烯基酯；羧酸與具有1至 15個(gè)C原子的無支鏈醇或支鏈醇的甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯；烯烴；二烯；乙烯基芳族化合 物和乙烯基鹵化物。
[0014] 優(yōu)選的乙烯基酯是乙酸乙烯酯、丙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、2-乙基己酸乙烯 基酯、月桂酸乙烯基酯、乙酸1-甲基乙烯基酯、新戊酸乙烯基酯和具有5到13個(gè)C原子的 a -支鏈單羧酸的乙烯基酯，例如VeoVa9RS VeoValO R (Momentive公司的商品名）。特別優(yōu) 選乙酸乙烯酯。
[0015] 優(yōu)選的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯是具有1至15個(gè)C原子的無支鏈醇或支鏈醇的 酯，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯 酸丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸降冰片基酯。特 別優(yōu)選丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。
[0016] 優(yōu)選的稀經(jīng)或二稀是乙稀、丙稀和1，3-丁二稀。優(yōu)選的乙烯基芳族化合物是苯乙 稀和乙烯基甲苯。優(yōu)選的乙烯基鹵化物是氯乙稀。
[0017] 任選地另外可以使基于基礎(chǔ)聚合物的總重量0. 1-10重量％的一種或在每種情況 下的兩種或更多種輔助性單體共聚。輔助性單體的示例是烯鍵式不飽和單羧酸和二羧酸； 烯鍵式不飽和羧酰胺；烯鍵式不飽和磺酸和它們的鹽；預(yù)交聯(lián)共聚單體，如多烯鍵式不飽 和共聚單體；后交聯(lián)共聚單體，如N-羥甲基丙烯酰胺、環(huán)氧化物官能的共聚單體、硅官能的 共聚單體。
[0018] 合適均聚物和共聚物的示例是乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯與乙烯的共聚物、 乙酸乙烯酯與乙烯和一種或多種其它乙烯基酯的共聚物、乙酸乙烯酯與一種或多種其它乙 烯基酯的共聚物、乙酸乙烯酯與乙烯和丙烯酸酯的共聚物、乙酸乙烯酯與乙烯和氯乙烯的 共聚物、氯乙烯和乙烯和任選存在的一種或多種其它乙烯基酯的共聚物、苯乙烯與丙烯酸 酯的共聚物、苯乙烯與1，3- 丁二烯的共聚物；所述聚合物在每種情況下可進(jìn)一步含有所述 量的所述輔助性單體，并且在每種情況下以重量％表示的數(shù)字合計(jì)達(dá)100重量％。
[0019] 優(yōu)選為乙酸乙烯酯均聚物；乙酸乙烯酯與1-50重量％的一種或多種來自以下的 組的其它共聚單體的共聚物：在羧酸殘基中具有1至12個(gè)C原子的乙烯基酯，如丙酸乙 烯基酯、月桂酸乙烯基酯，具有5到13個(gè)C原子的a-支鏈羧酸的乙烯基酯，如VeoVa9R、 VeoValOR、VeoVallR;乙酸乙烯酯與1-40重量％的乙烯的共聚物；乙酸乙烯酯與1-40重 量％的乙烯和1-50重量％的一種或多種來自以下的組的其它共聚單體的共聚物：在羧酸 殘基中具有1至12個(gè)C原子的乙烯基酯，如丙酸乙烯基酯、月桂酸乙烯基酯，具有5到13 個(gè)C原子的a-支鏈羧酸的乙烯基酯，如VeoVa9R、VeoValOR、VeoVallR;乙酸乙烯酯、1-40 重