Порошок редиспергируемого полимера обычно имеет белый цвет, но бывает и нескольких других цветов. Его основные ингредиенты следующие:
Полимерная смола: Находится в сердцевине частиц полимерного порошка и является также основным компонентом порошка редиспергируемых полимеров, таких как этиленвинилацетат (EVA), полиакрилат (PAE) и др.
Добавки (внутренние): Играют роль модификаторов смолы. Например, пластификаторы могут снижать температуру пленкообразования смолы. Обычно в смолу сополимера этилен-винилацетата не требуется добавлять пластификаторы, и не каждый порошок редиспергируемого полимера требует добавок.
Защитный коллоид: Слой гидрофильного материала, нанесенный на поверхность частиц порошка редиспергируемого полимера. Защитным коллоидом большинства порошков редиспергируемых полимеров является поливиниловый спирт.
Добавки (внешние): Для дальнейшего улучшения характеристик порошка редиспергируемого полимера в него добавляются дополнительные материалы. Например, в некоторые резиновые порошки, способствующие текучести, добавляется суперводоредуцирующий агент. Как и внутренние добавки, не все виды добавок могут быть добавлены. Порошок редиспергируемого полимера содержит такой вид добавок.
Антислеживающий агент: Антислеживающий агент — это тонкодисперсный минеральный наполнитель, используемый главным образом для предотвращения спекания порошка редиспергируемого полимера при хранении и транспортировке, а также для облегчения потока порошка редиспергируемого полимера (выгрузки из бумажных мешков или танкеров)
Процесс приготовления порошка редиспергируемого полимера
Производство порошка редиспергируемого полимера в основном состоит из двух этапов: полимеризации и эмульсионной сушки.
(1) Полимеризация эмульсии
Мономеры, используемые при эмульсионной полимеризации, определяют тип порошка Redispersible Polymer. Полимерные мономеры, из которых получают Redispersible Polymer powder, в основном представляют собой этиленово ненасыщенные мономеры, в том числе различные виниловые и акриловые эфиры. Поскольку порошок Redispersible Polymer используется в основном в строительных связующих материалах и клеях, винилацетатный полимер обладает такими преимуществами, как низкая цена, высокая прочность склеивания, нетоксичность и безвредность, безопасность и удобство производства и применения. В наиболее значительных количествах он используется в полимерных эмульсиях в строительных связующих материалах и клеях.
Вообще говоря, особых ограничений на метод полимеризации эмульсии, используемой для приготовления порошка редиспергируемого полимера, не существует. Могут использоваться различные методы эмульсионной полимеризации с использованием воды в качестве дисперсионной среды, но в большинстве случаев рекомендуется непрерывная или полунепрерывная эмульсионная полимеризация. Как правило, используются защитные коллоиды и анионные или неионные эмульгаторы или вообще не используются. Содержание твердого вещества в полимерной эмульсии, полученной путем приготовления порошка редиспергируемого полимера, обычно составляет от 40% до 60%, что может быть соответствующим образом скорректировано в зависимости от производительности сушилки, требований к эксплуатационным характеристикам продукта и других добавок, необходимых перед сушкой. Для этиленвинилацетата эмульсию сополимера следует разбавлять до менее чем 40%. Для улучшения дисперсности порошка редиспергируемого полимера и предотвращения агломерации при сушке и хранении перед сушкой обычно добавляют защитные коллоиды или поверхностно-активные вещества (эмульгаторы). Редиспергируемый полимерный порошок обладает сильной гидрофильностью и чувствительностью к щелочам. Наиболее часто в качестве защитного коллоида используется частично гидролизованный поливиниловый спирт. Поливиниловый спирт содержит много гидроксильных групп и обладает плохой водостойкостью.
Кроме того, винилацетатный полимер обладает плохой водостойкостью в кипящей воде из-за наличия полярных сложноэфирных и карбоксильных групп. В порошок редиспергируемого полимера , содержащий ПВА и карбоксильные группы, могут быть добавлены соли двухвалентных металлов для повышения его водостойкости, особенно в горячей воде, поскольку ПВА и карбоксильные группы могут реагировать с солями металлов и становиться нерастворимыми в воде. Альдегиды также могут быть добавлены для превращения ПВА в ацеталь и снижения его водопоглощения в эмульсии. Кроме ПВА, для обеспечения водостойкости продукта можно использовать и другие защитные коллоиды с хорошей водостойкостью, например полиакриловую кислоту и модифицированную полиакриловую кислоту.
Перед сушкой эмульсии вместе с ней могут быть высушены и другие добавки, такие как пеногасители, загустители и гидрофобные агенты.
(2) Сушка эмульсии
Распылительная сушка является наиболее распространенным методом сушки для получения порошка редиспергируемого полимера. Также могут использоваться вакуумная сушка и сублимационная сушка.
Сушка является проблемным моментом при приготовлении порошка редиспергируемого полимера. Не все эмульсии могут быть превращены в порошок редиспергируемого полимера, поскольку такие эмульсии термопластичных полимеров, способные образовывать пленки или даже становиться липкими при комнатной температуре, должны быть обработаны при высоких температурах и превращены в свободно текущий порошок. Диаметр частиц эмульсии в эмульсионной дисперсии составляет порядка нескольких микрон. В процессе распылительной сушки частицы полимера агломерируются, поэтому размер частиц порошка редиспергируемого полимера обычно составляет от 10 мкм до 500 мкм. Исследовав его с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). ), видно, что частицы латекса конденсируются, образуя полую структуру. После повторного диспергирования порошка редиспергируемого полимера диаметр полимерных частиц обычно составляет от 0,1 до 5 мкм. Поскольку порошок редиспергируемого полимера диспергируется, гранулометрический состав латекса в редиспергирующей жидкости является основным показателем качества порошка редиспергируемого полимера. Во-первых, он определяет связывающую способность порошка Redispersible Polymer и его различные эффекты в качестве добавки. Поэтому следует выбирать соответствующие методы диспергирования и сушки, стараясь сделать размер частиц редиспергируемой жидкости таким же, как у исходной эмульсии. Распределение для обеспечения свойств редисперсии аналогично свойствам исходной эмульсии.
В большинстве случаев для сушки порошка редиспергируемого полимера используется противоточная распылительная сушка, т.е. направление движения порошка совпадает с направлением движения горячего воздуха. В некоторых случаях используется также противоточная распылительная сушка, а в качестве сушильной среды обычно используется воздух или азот. Поскольку в процессе распылительной сушки полимерные частицы подвержены таким проблемам, как коагуляция и обесцвечивание, необходимо строго контролировать эмульсионные добавки, условия диспергирования, содержание твердых частиц в эмульсии, форму распыления, давление распыления, размер капель, температуру горячего воздуха на входе и выходе, скорость ветра и другие факторы процесса. Как правило, эффект и коэффициент использования тепла при использовании двойной или нескольких форсунок выше, чем при использовании одной форсунки. Как правило, давление в сопле составляет около 4×105 Па, температура горячего воздуха на входе — от 100℃ до 250℃, а на выходе — около 80℃. Добавление каолина, кизельгура, талька и других инертных минеральных антислеживающих агентов позволяет предотвратить спекание. Однако если добавлять их перед сушкой, то они могут быть свернуты полимерами в микрокапсулы и потерять свое действие. Эмульсия распыляется отдельно с верхней части сушилки, но она легко теряется с потоком воздуха и покрывается коркой на сушилке и подающих трубах. Более эффективный способ добавления — разделить ее на две части и одну часть распылить в верхней части сушилки сжатым воздухом. Другая часть поступает с холодным воздухом в нижнюю часть. Для предотвращения агломерации оставшуюся часть можно омылить в процессе эмульсионной полимеризации, когда полимеризация достигнет 80-90%, или добавить в эмульсию меламино-формальдегидный конденсат. Или использовать лосьон-эмульгатор.