close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2337080

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 337 080
(13)
C2
(51) МПК
C04B 24/26 (2006.01)
C04B 24/30 (2006.01)
C04B 103/30 (2006.01)
C08F 220/26 (2006.01)
F26B 3/12 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2005132959/03, 04.03.2004
(72) Автор(ы):
ДИТРИХ Ульф (DE),
РАЙНШМИДТ Анке (US)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
04.03.2004
(73) Патентообладатель(и):
Ваккер Хеми АГ (DE)
R U
(30) Конвенционный приоритет:
27.03.2003 DE 10313937.0
(43) Дата публикации за вки: 10.06.2007
(45) Опубликовано: 27.10.2008 Бюл. № 30
2 3 3 7 0 8 0
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: ЕР 1090901 А2 11.04.2001. RU 2214429
C1, 20.10.2003. US 6433114 А, 13.08.2002. DE
19806482 A, 19.08.1999. KR 20010050216 A,
15.06.2001. JP 2003286058 A, 07.10.2003.
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
27.10.2005
2 3 3 7 0 8 0
R U
(87) Публикаци PCT:
WO 2004/085335 (07.10.2004)
C 2
C 2
(86) За вка PCT:
EP 2004/002211 (04.03.2004)
Адрес дл переписки:
101000, Москва, М.Златоустинский пер., 10,
кв.15, "ЕВРОМАРКПАТ", пат.пов.
И.А.Веселицкой, рег. № 11
(54) ДИСПЕРГАТОРЫ
(57) Реферат:
Изобретение
относитс к
составу
диспергаторов
на
основе
сополимеров,
получаемых полимеризацией а) 5-70 мас.% одного
или нескольких мономеров, выбранных из группы,
включающей
этилен
ненасыщенные
монокарбоновые
кислоты,
амиды
этилен
ненасыщенных
карбоновых
кислот,
этилен
ненасыщенные дикарбоновые кислоты и их
ангидриды, в каждом случае с 4-8 атомами
углерода, а также моноэфиры (мет)акриловой
кислоты и двухатомных спиртов с 2-8 атомами
углерода, б) 1-40 мас.% одного или нескольких
мономеров, выбранных из группы, включающей
этилен
ненасыщенные
соединени с
сульфонатными
или
сульфатными
функциональными группами, в) 10-80 мас.% одного
или нескольких мономеров, выбранных из группы,
включающей этилен ненасыщенные соединени полиэтиленгликолей с 1-300 этиленоксидными
звень ми и концевыми ОН-группами или группами
простого эфира -OR', где R' может представл ть
собой
алкильный,
арильный,
алкарильный,
аралкильный остаток с 1-40 атомами углерода, г) 580 мас.% одного или нескольких мономеров,
выбранных из группы, включающей этилен
ненасыщенные соединени полиалкиленгликолей с
1-300 алкиленоксидными звень ми алкиленовых
групп, содержащих 3-4 атома углерода, и
концевыми ОН-группами или группами простого
эфира -OR', где R' может представл ть собой
алкильный, арильный, алкарильный, аралкильный
остаток с 1-40 атомами углерода. Изобретение
также касаетс способа получени диспергаторов и
Страница: 1
RU
их применени . Изобретение развито в зависимых
пунктах формулы изобретени . Технический
результат - получение диспергаторов, длительное
врем сохран ющих разжижающее действие. 5 н. и
10 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.
R U
R U
2 3 3 7 0 8 0
C 2
C 2
2 3 3 7 0 8 0
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 337 080
(13)
C2
(51) Int. Cl.
C04B 24/26 (2006.01)
C04B 24/30 (2006.01)
C04B 103/30 (2006.01)
C08F 220/26 (2006.01)
F26B 3/12 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005132959/03, 04.03.2004
(24) Effective date for property rights: 04.03.2004
(72) Inventor(s):
DITRIKh Ul'f (DE),
RAJNShMIDT Anke (US)
(30) Priority:
27.03.2003 DE 10313937.0
(73) Proprietor(s):
Vakker Khemi AG (DE)
R U
(43) Application published: 10.06.2007
(45) Date of publication: 27.10.2008 Bull. 30
2 3 3 7 0 8 0
(85) Commencement of national phase: 27.10.2005
(86) PCT application:
EP 2004/002211 (04.03.2004)
(87) PCT publication:
WO 2004/085335 (07.10.2004)
2 3 3 7 0 8 0
R U
(54) DISPERSANTS
(57) Abstract:
FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: dispersants based on copolymers
are obtained by polymerization a) 5-70 wt % of
one or several monomers selected from group,
which
includes
ethylene-unsaturated
monocarboxylic
acids.
Amins
of
ethylene
unsaturated
carboxylic
acids,
ethylene
unsaturated
dicarboxylic
acids
and
their
anhydrates, in each case with 4-8 carbon atoms,
as well as monoethers (meth)acrylic acid and twoatom alcohols with 2-8 carbon atoms, b) 1-40 wt %
of one or several monomers, selected from group,
including ethylene unsaturated compounds with
sulfonate or sulfate functional groups, c) 10-80
wt % of one or several monomers, selected from
group,
which
includes
ethylene
unsaturated
compounds of polyethyleneglycoles with 1-300
ethyleneoxide links and end OH-groups or groups
of simple ether-OR', where R' can represent
alkyl, aryl, alcaryl, aralkyl residue with 1-40
carbon atoms, d) 5-80 wt % of one or several
monomers, selected from group, which includes
ethylene
unsaturated
compounds
of
polyalkyleneglycoles
with
1-300
alkyleneoxide
links of alkylene groups, containing 3-4 carbon
atoms, and end OH-groups or groups of simple
ether-OR', where R' can represent alkyl, aryl,
alcaryl, aralkyl residue with 1-40 carbon atoms.
Invention also relates to method of dispersant
production and their application. Invention is
developed in dependent items of invention formula.
EFFECT: obtained dispersants preserve diluting
action for a long time.
15 cl, 3 tbl, 8 ex, 3 dwg
Страница: 3
EN
C 2
C 2
Mail address:
101000, Moskva, M.Zlatoustinskij per., 10,
kv.15, "EVROMARKPAT", pat.pov.
I.A.Veselitskoj, reg. № 11
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Насто щее изобретение относитс к диспергаторам на основе содержащих
полиоксиалкенильные функциональные группы сополимеров, к способу получени таких
диспергаторов и к их применению.
К строительным растворам на основе неорганических в жущих, таких как цемент,
известь и гипс, дл улучшени их перерабатываемости или удобоукладываемости,
например их текучести, добавл ют диспергаторы. Дл получени таких строительных
растворов в консистенции, обеспечивающей их перерабатываемость или
удобоукладываемость, обычно требуетс значительно больше воды дл затворени , чем
дл уплотнени раствора на стадии отверждени , соответственно гидратации. Эта
избыточна , испар юща с при отверждении вода ухудшает механическую прочность
строительных растворов. Поэтому дл улучшени консистенции, т.е. дл достижени необходимой текучести строительных растворов при заданном соотношении между водой и
в жущим, добавл ют диспергаторы, так называемые разжижители.
В качестве разжижителей дл текучих, гидравлически схватывающихс строительных
растворов известно применение описанных в WO 97/13732 веществ на основе
лигнинсульфоната. В DE-A 19538821 описаны сульфонатсодержащие продукты
конденсации амино-S-триазинов, содержащих по меньшей мере две аминогруппы, и
формальдегида. В WO 00/75208 описаны продукты конденсации сульфированных
ароматических соединений и формальдегида. Однако подобные разжижители далеко не
всегда, по меньшей мере при использовании внутри помещений, экологически безвредны
из-за выделени ими формальдегида.
Известны далее, например, из DE-A 19539460, разжижители дл цементных растворов
на основе 2-метил-2-акриламидопропансульфоновой кислоты или других сильных
полиэлектролитов. Эти диспергаторы можно примен ть, как правило, только в сочетании
со стабилизированными эмульгаторами дисперси ми полимеров. Однако существенный их
недостаток с учетом широкого использовани в строительстве стабилизированных
поливиниловыми спиртами дисперсий состоит в том, что они привод т к обширной
дестабилизации дисперсий полимеров (вплоть до коагул ции) или полученных из них
редиспергируемых порошков. Если коагул ци стабилизированных поливиниловыми
спиртами дисперсий происходит не сразу после смешени с ними таких диспергаторов, то
подобна дестабилизаци про вл етс преимущественно в том, что при применении
цементные смеси уже при замешивании сильно загустевают и преждевременно
схватываютс или же становитс более невозможным добитьс требуемой растекаемости
гидравлически схватывающихс шпаклевочных масс. К этому в большинстве случаев
добавл етс сильна усадка цементной матрицы, что может привести к образованию
трещин.
Еще один недостаток вышеназванных разжижителей состоит в том, что их разжижающее
действие не сохран етс в течение достаточно продолжительного периода времени. Этим
обусловлено сокращение времени, в течение которого строительный раствор остаетс пригодным дл укладки, что создает особые проблемы в том случае, когда между
замешиванием строительного раствора и его укладкой по тем или иным причинам проходит
сравнительно продолжительный промежуток времени.
Более длительно сохран ющимс разжижающим действием обладают так называемые
высокоэффективные разжижители. Из ЕР-А 792850 известны цементные составы,
содержащие в качестве разжижителей сополимеры (мет)акрилатов короткоцепочечных
полиалкиленгликолей, (мет)акрилатов длинноцепочечных полиалкиленгликолей и
этиленово ненасыщенных карбоновых кислот. В ЕР-А 590983 описаны разжижители дл цементных растворов на основе сополимеров (мет)акриловой кислоты, этиленово
ненасыщенных сульфонатов, (мет)аллиловых эфиров полиэтиленгликол , эфиров
(мет)акриловой кислоты с моноэфирами полиэтиленгликол , а также необ зательно
эфиров (мет)акриловой кислоты. В DE-A 10063291 описаны разжижители дл цементных
растворов на основе поликарбоксилатов, при этом в состав сополимера вход т также
сомономерные звень с полиоксиалкиленовыми группами и сомономерные звень с ОН-,
Страница: 4
DE
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
СО- или сульфонатными группами. В ЕР-А 816298 описаны разжижители, которые
получают сополимеризацией содержащих полиоксиэтиленовые функциональные группы
мономеров, содержащих полиоксиэтилен-полиоксипропилен мономеров и содержащих
сульфонатные функциональные группы этиленово ненасыщенных сомономеров. Хот такие разжижители и отличаютс длительно сохран ющимс разжижающим действием, тем
не менее они про вл ют склонность к водоотделению (самопроизвольному выделению
воды). По этой причине осложн етс последующа укладка строительного раствора
(равномерное распределение на затираемом основании) и наличие у него низкой
способности к самозалечиванию трещин.
В публикации ЕР-А 1090901 за влен способ получени полиалкиленгликолевых
мономеров путем этерификации полиэтиленгликол ненасыщенной карбоновой кислотой. В
этой публикации описано также получение диспергаторов, каждый из которых построен из
мономерных звеньев ненасыщенных простых и сложных полиэфиров, мономерных звеньев
метакриловой кислоты (или ее соли), а также необ зательно мономерных звеньев
металлилсульфоната. В DE-A 19806482 описаны загустители на основе сополимеров а)
акриламидоалкилсульфонатов, б) (мет)акриламидов, в) этиленово ненасыщенных
аммониевых соединений, г) этиленово ненасыщенных полиэтиленгликолей. В US 5362829
описаны разжижители дл цементных растворов на основе сополимеров а) соли
(мет)акриловой кислоты, б) металлилсульфоната, в) аллилового эфира полиэтиленгликол ,
г) (мет)акрилата полиэтиленгликол , д) алкилового эфира (мет)акриловой кислоты.
В качестве разжижителей в текучих, гидравлически схватывающихс строительных
растворах примен ют также казеин. Текучим, гидравлически схватывающимс строительным растворам казеин придает такие единственные в своем роде свойства, как
растекаемость и хороша способность к укладке и самозалечиванию трещин, и сам
дополнительно обладает свойствами в жущего. Казеин представл ет собой белок
коровьего молока, получаемый путем осаждени кислотой. Качественные характеристики
казеина подвержены значительным колебани м в зависимости от конкретного времени
года и качества кормов, потребл емых коровами. Этот фактор затрудн ет применение
казеина в текучих, гидравлически схватывающихс строительных растворах. Помимо этого
содержащие казеин текучие, гидравлически схватывающиес строительные растворы
про вл ют после их укладки тенденцию к образованию плесени, что особенно
нежелательно в жилищном строительстве.
Исход из вышеизложенного, в основу насто щего изобретени была положена задача
предложить диспергаторы, которые обладали бы длительно сохран ющимс разжижающим
действием в цементных системах, были бы совместимы со стабилизированными
эмульгаторами и со стабилизированными защитными коллоидами системами и обладали
бы теми же предпочтительными реологическими свойствами, что и казеин.
Объектом изобретени в соответствии с этим вл ютс диспергаторы на основе
сополимеров, получаемых полимеризацией:
а) 5-70 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этиленово ненасыщенные монокарбоновые кислоты, амиды этиленово ненасыщенных
карбоновых кислот, этиленово ненасыщенные дикарбоновые кислоты и их ангидриды, в
каждом случае с 4-8 атомами углерода, а также моноэфиры (мет)акриловой кислоты и
двухатомных спиртов с 2-8 атомами углерода,
б) 1-40 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этиленово ненасыщенные соединени с сульфонатными или сульфатными
функциональными группами,
в) 10-80 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этиленово ненасыщенные соединени полиэтиленгликолей с 1-300 этиленоксидными
звень ми и концевыми ОН-группами или группами простого эфира -OR', где R' может
представл ть собой алкильный, арильный, алкарильный, аралкильный остаток с 1-40
атомами углерода,
г) 5-80 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
Страница: 5
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
этиленово ненасыщенные соединени полиалкиленгликолей с 1-300 алкиленоксидными
звень ми алкиленовых групп, содержащих 3-4 атома углерода, и концевыми ОН-группами
или группами простого эфира -OR', где R' может представл ть собой алкильный,
арильный, алкарильный, аралкильный остаток с 1-40 атомами углерода,
при этом указанные в мас.% количества в каждом случае приведены в пересчете на
общую массу сополимера и в сумме должны составл ть 100 мас.%.
В качестве мономеров а) могут использоватьс акрилова кислота, метакрилова кислота, итаконова кислота, фумарова кислота, малеинова кислота, а также соли
указанных карбоновых кислот, малеиновый ангидрид, акриламид, метакриламид,
гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат, гидроксибутил(мет)акрилат.
Предпочтительны при этом акрилова кислота, метакрилова кислота, а также их соли.
Мономерные звень а) предпочтительно сополимеризовать в количестве от 5 до 40 мас.%,
особенно предпочтительно от 10 до 25 мас.%.
В качестве мономеров б) могут использоватьс винилсульфонова кислота и ее соли с
щелочными и щелочноземельными металлами, стиролсульфонова кислота и ее соли с
щелочными и щелочно-земельными металлами, металлилсульфонова кислота и ее соли с
щелочными и щелочно-земельными металлами, параметаллилоксифенилсульфонова кислота и ее соли с щелочными и щелочно-земельными металлами и сульфоновые
кислоты общей формулы CH2=CR 1-CO-X-CR 2R 3-R 4-SO3H, а также их соли с щелочными и
щелочно-земельными металлами, где Х обозначает О или NH, а R 1, R 2, R 3 имеют
одинаковые либо разные значени и представл ют собой Н или C1-С3алкил и R 4
обозначает С1-С4алкилен. Предпочтительны 2-акриламидо-2-метилпропансульфонова кислота и металлилсульфонова кислота, а также соли каждой из них с щелочными и
щелочно-земельными металлами. Особенно предпочтительны смеси 2-акриламидо-2метилпропансульфоновой кислоты (или ее соли) и металлилсульфоновой кислоты (или ее
соли). Мономерные звень б) предпочтительно сополимеризовать в количестве от 1 до 20
мас.%, особенно предпочтительно от 5 до 15 мас.%.
К предпочтительным мономерам в) относ тс акрилаты и метакрилаты
полиэтиленгликолей и их алкиловых эфиров с 1-6 атомами углерода, в каждом случае с 1150 этиленоксидными звень ми. Особенно предпочтительны акрилаты и метакрилаты
полиэтиленгликолей, в каждом случае с 20-150 этиленоксидными звень ми и с концевой
гидрокси- или метоксигруппой. Мономерные звень в) предпочтительно сополимеризованы
в количестве от 30 до 70 мас.%.
Предпочтительными мономерами г) вл ютс акрилаты и метакрилаты полипропилен- и
полибутиленгликолей, а также их алкиловых эфиров с 1-6 атомами углерода, в каждом
случае с 3-100 алкиленоксидными звень ми. Особенно предпочтительны акрилаты и
метакрилаты полипропиленгликолей с 3-50 пропиленоксидными звень ми и с концевой
гидрокси- или метоксигруппой. Указанные акрилаты и метакрилаты полипропилен-,
соответственно полибутиленгликолей предпочтительно сополимеризованы в количестве от
5 до 35 мас.%.
В другом предпочтительном варианте мономерные звень г) представл ют собой
производные акрилатов и метакрилатов полипропилен- и полибутиленгликолей, особенно
предпочтительно полипропиленгликолей, содержащих от 3 до 35 пропиленоксидных,
соответственно бутиленоксидных звеньев, на которые "навешано" от 5 до 80
этиленоксидных звеньев. Эти мономерные звень сополимеризованы в количестве от 30
до 70 мас.%.
В состав предлагаемых в изобретении диспергаторов необ зательно могут входить
также гидрофобные сомономерные звень д), представл ющие собой производные
(мет)акрилатов спиртов с 1-15 атомами углерода или винилароматических соединений. В
качестве примеров таких сомономерных звеньев можно назвать метилакрилат,
метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, пропилакрилат, пропилметакрилат, нбутилакрилат, н-бутилметакрилат, 2-этилгексилакрилат, норборнилакрилат, стирол и
винилтолуол. При использовании сомономерных звеньев д) их примен ют в количестве от
Страница: 6
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0,5 до 10 мас.%.
Сополимеры получают путем радикальной полимеризации, предпочтительно в водной
среде при температуре в интервале от 40 до 95°С, или путем полимеризации в массе, в
растворе либо геле при температуре в интервале от 40 до 150°С. Дл инициировани полимеризации могут использоватьс водорастворимые инициаторы, такие как натриевые,
калиевые и аммониевые соли пероксодисерной кислоты, пероксид водорода, третбутилпероксид, трет-бутилгидропероксид, пероксодифосфат кали , третбутилпероксопивалат, гидропероксид кумола, моногидропероксид изопропилбензола,
азобисизобутиронитрил, 2,2'-азобис(2-метилпропионамидин)дигидрохлорид, 2,2'-азобис[2(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорид. Указанные инициаторы обычно используют в
количестве от 0,01 до 0,5 мас.% в пересчете на общую массу мономеров. Возможно также
использование комбинаций указанных инициаторов с восстановител ми. Пригодными дл применени в комбинации с инициаторами восстановител ми вл ютс сульфиты и
бисульфиты щелочных металлов и аммони , например сульфит натри , производные
сульфоксиловой кислоты, такие как формальдегид-сульфоксилаты цинка или щелочных
металлов, например гидроксиметансульфинат натри , и аскорбиновой кислоты. Подобные
восстановители предпочтительно использовать в количестве от 0,01 до 2,5 мас.% в
пересчете на общую массу мономеров.
Дл регулировани молекул рной массы в процессе полимеризации можно
использовать соответствующие регул торы. При использовании таких регул торов их
обычно примен ют в количестве от 0,01 до 5,0 мас.% в пересчете на полимеризуемые
мономеры и добавл ют отдельно или же в предварительно смешанном с компонентами
реакции виде. В качестве примера подобных регул торов можно назвать ндодецилмеркаптан, трет-додецилмеркаптан, меркаптопропионовую кислоту, метиловый
эфир меркаптопропионовой кислоты, изопропанол и ацетальдегид.
Мономеры можно предварительно полностью загружать в реактор или полностью
дозировать в него либо предварительно загружать в реактор част ми, а затем после
инициировани полимеризации дозировать остальное количество. Мономеры можно
дозировать отдельно (в пространстве и во времени) или же все добавл емые компоненты
либо часть из них можно дозировать в предварительно эмульгированном виде.
Получаемые из таких мономеров водные растворы или водные дисперсии сополимеров
могут как таковые примен тьс в качестве диспергаторов. Эти растворы или дисперсии
можно также подвергать сушке, например сушке в валковых сушилках или распылительной
сушке, и затем использовать сополимеры в порошкообразном виде. Подобные сополимеры
вне зависимости от формы, в которой их получают, пригодны дл применени в качестве
диспергаторов. При этом их предпочтительно использовать в качестве вспомогательных
агентов распылени при распылительной сушке водных дисперсий.
Другой предпочтительной областью применени предлагаемых в изобретении
диспергаторов вл етс их использование в качестве разжижителей дл цементных
растворов. При использовании в этих цел х высушенных или растворенных диспергаторов
без улучшенных полимерных свойств их примен ют в количестве от 0,1 до 0,7 мас.% в
пересчете на общую массу сухой цементной смеси.
В одном из особенно предпочтительных вариантов предлагаемые в изобретении
диспергаторы примен ют в качестве вспомогательных агентов распылени при
распылительной сушке водных дисперсий гомо- или сополимеров из одного или нескольких
мономеров, выбранных из группы, включающей виниловые эфиры неразветвленных и
разветвленных алкилкарбоновых кислот с 1-18 атомами углерода, акрилаты и метакрилаты
разветвленных и неразветвленных спиртов с 1-15 атомами углерода, диены, олефины,
винилароматические соединени и винилгалогениды, а получаемые с использованием
таких диспергаторов редиспергируемые в воде порошки примен ют дл модификации
строительных смесей. Содержащие диспергаторы редиспергируемые порошки наиболее
предпочтительно использовать в качестве добавки с разжижающим (диспергирующим)
действием, прежде всего в системах на основе минеральных в жущих или в содержащих
Страница: 7
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
пигменты составах.
В качестве примеров предпочтительных гомо- и сополимеров можно назвать
винилацетатные гомополимеры, сополимеры винилацетата с этиленом, сополимеры
винилацетата с этиленом и одним либо несколькими другими виниловыми эфирами,
сополимеры винилацетата с этиленом и акрилатом, сополимеры винилацетата с этиленом
и винилхлоридом, сополимеры стирола с акрилатом и сополимеры стирола с 1,3бутадиеном.
Дл получени редиспергируемых в воде полимерных порошков водные дисперсии
полимеров после добавлени предлагаемых в изобретении диспергаторов в качестве
вспомогательных агентов распылени сушат, например, путем сушки в псевдоожиженном
слое, сушки вымораживанием или распылительной сушки. Предпочтительным методом
сушки дисперсий вл етс распылительна сушка. Распылительную сушку провод т в
обычных предназначенных дл этого установках с использованием дл распылени дисперсии одно-, двух- или многокомпонентных форсунок или центробежных распылителей
(вращающихс дисков). Температуру на выходе установки распылительной сушки
выбирают в зависимости от типа установки, температуры стекловани смолы и требуемой
степени сушки обычно в диапазоне от 45 до 120°С, предпочтительно от 60 до 90°С.
Диспергатор обычно примен ют в количестве от 3 до 30 мас.% в пересчете на
полимерные компоненты дисперсии. Иными словами, общее количество диспергатора до
процесса сушки должно составл ть по меньшей мере от 3 до 30 мас.% в пересчете на
содержание полимеров, а предпочтительно примен ть диспергатор в количестве от 5 до 20
мас.% в пересчете на содержание полимеров.
Получаемые таким путем составы в виде редиспергируемых в воде полимерных
порошков могут использоватьс в типичных дл них област х. Так, например, их можно
использовать в продуктах строительной химии, при необходимости в сочетании с
гидравлически схватывающимис в жущими, такими как цемент разных марок
(портландцемент, глиноземистый цемент, трассовый цемент, шлакопортландцемент,
магнезиальный цемент, фосфатный цемент) или гипс, известь и жидкой стекло, в
производстве строительных клеев, прежде всего кле дл приклейки плиток и
теплозащитного кле , штукатурки, шпаклевок, шпаклевок дл полов, составов дл нанесени отделочных, выравнивающих и защитных покрытий, гидроизол ционных
суспензий, растворов дл расшивки швов и красок. Особенно предпочтительно
использовать их в саморастекающихс шпаклевках дл полов и текучих растворах дл изготовлени бесшовных полов.
Саморастекающиес , гидравлически схватывающиес составы имеют следующую
типичную рецептуру:
от 100 до 500 мас. частей цемента, такого как портландцемент и/или глиноземистый
цемент,
от 300 до 800 мас. частей наполнителей, таких как песок и/или известн кова мука
и/или кремнеземна пыль и/или летуча зола,
от 0 до 200 мас. частей ангидрита, полугидрата и/или гипса,
от 0 до 50 мас. частей гидроксида кальци ,
от 0 до 5 мас. частей пеногасител ,
от 0,5 до 10 мас. частей диспергатора,
от 1 до 100 мас. частей редиспергируемого порошка,
от 0,5 до 5 мас. частей замедлител , такого как винна кислота, лимонна кислота
или сахариды,
от 0,5 до 5 мас. частей ускорител , например карбонатов щелочных металлов,
от 0,2 до 3 мас. частей загустител , такого как простой эфир целлюлозы,
при этом содержание всех компонентов должно составл ть в сумме 1000 мас. частей, а
сухую смесь в зависимости от требуемой консистенции замешивают соответствующим
количеством воды.
Предлагаемый в изобретении подход позвол ет получать диспергаторы, которые при их
Страница: 8
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
применении в саморастекающихс шпаклевках (СРШ) придают им такие сопоставимые с
казеинсодержащими составами свойства, как необходима дл укладки или переработки
консистенци (реологические свойства) и способность к самозалечиванию трещин. Помимо
этого такие продукты, получаемые со стабильно высоким качеством, менее подвержены
бактериальному поражению. Предлагаемые в изобретении диспергаторы полностью
совместимы со стабилизированными эмульгатором или поливиниловым спиртом
дисперси ми, которые поэтому можно исключительно простым путем, например
распылительной сушкой, переводить в редиспергируемые порошки.
Реологические свойства саморастекающихс , гидравлически схватывающихс составов
можно характеризовать следующими показател ми:
- модуль накоплени G' [Па]: представл ет собой меру накопленной в веществе в
процессе сдвига энергии деформации. Эта энерги после сн ти нагрузки полностью
имеетс в распор жении. Модуль G' характеризует упругие свойства анализируемого
образца;
- модуль потерь G" [Па]: представл ет собой меру израсходованной в веществе в
процессе сдвига и затем потер нной дл вещества энергии деформации. Эта энерги расходуетс на изменение структуры анализируемого образца и/или рассеиваетс в
окружающее пространство. Модуль G" характеризует в зкие свойства анализируемого
образца;
- коэффициент потерь tg ?=G"/G': представл ет собой частное от делени потер нной
энергии деформации на накопленную энергию деформации. Подобным коэффициентом
потерь определ етс соотношение между в зкой и упругой составл ющими поведени при
деформации.
Смеси, представл ющие собой цементные клеи, содержащие известные в насто щее
врем высокоэффективные разжижители, про вл ют в области линейной в зкоупругости
(ЛВУ-области) реологические свойства, представленные в графическом виде на фиг.1. В
начале измерени при малой сдвиговой нагрузке модули накоплени и потерь наход тс на
одном уровне (фиг.1/I). У казеинсодержащих образцов модуль накоплени превышает
модуль потерь. При нагрузке за пределами области линейной в зкоупругости (участок
х/II) модуль накоплени у смесей с синтетическими разжижител ми очень резко и
скачкообразно снижаетс (фиг.1/II) в отличие от смеси, модифицированной казеином
(фиг.2/II). Деформаци за пределами ЛВУ-области и в этом случае приводит к снижению
модулей накоплени и потерь, однако модуль накоплени все еще хорошо поддаетс измерению (фиг.2/II). Этот эффект находит также свое отражение в возрастании
коэффициентов потерь в фазе нагружени . Получаемый в результате тангенс угла потерь в
целом меньше 80.
При уменьшении временно повышенной деформации до исходного уровн наблюдаетс очень быстра релаксаци цементных клеев с традиционными (высокоэффективными)
разжижител ми (фиг.1/III), тогда как релаксаци казеинсодержащих цементных клеев
происходит сравнительно медленно (фиг.2/III). При этом модуль накоплени по истечении
нескольких минут, обычно по истечении менее 15 мин, снова становитс больше модул потерь, и в результате вновь достигаетс исходный уровень. В этом состоит возможное
объ снение очень хорошей способности казеинсодержащих саморастекающихс шпаклевочных масс к самозалечиванию трещин.
Текучие гидравлически схватывающиес строительные растворы при применении в их
составе новых, искусственно полученных продуктов обладают сопоставимыми с
казеинсодержащими растворами реологическими свойствами. В этом случае их модуль
накоплени на участке I (фиг.3/I) также превышает модуль потерь. На участке II
(фиг.3/II), как и у казеинсодержащих СРШ, обнаруживаетс медленное снижение модул накоплени до измеримого значени , а при релаксации также наблюдаетс пересечение
экспериментально полученных кривых изменени модулей накоплени и потерь. После
этого модуль накоплени вновь находитс на более высоком уровне, чем модуль потерь.
Ниже изобретение более подробно по сн етс на примерах.
Страница: 9
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Примеры
Пример 1
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 11,74 л деминерализованной воды,
234 г акриловой кислоты, 1,50 кг метакрилата метилового эфира полиэтиленгликол (45
ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в Н2О), 336,3 г 2-акриламидо-2метилпропансульфоната кали (50%-ный в Н2О) и 234,0 г метакрилата
полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ® PP500). Загруженные компоненты
нагревали до 80°С и затем за один прием добавл ли 210 г 2,2'-азобис(2метилпропионамидин)дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт WAKO ® V50, 3%ный в Н2О). Через 5 мин инициатор начинали добавл ть с расходом 400 г/ч в течение 2,5
ч. После этого за один прием добавл ли еще 75 г раствора инициатора, температуру в
течение 30 мин поддерживали на уровне 80°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В
результате получили 8,9%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,1.
Пример 2
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 11,85 л деминерализованной воды,
234,4 г акриловой кислоты, 1,40 кг метакрилата метилового эфира полиэтиленгликол (45
ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в Н2О), 468,7 г 2-акриламидо-2метилпропансульфоната кали (50%-ный в H2O) и 468,3 г метакрилата
полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ® PP500). Загруженные компоненты
нагревали до 80°С и затем за один прием добавл ли 210 г 2,2'-азобис(2метилпропионамидин)дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт WAKO ® V50, 3%ный в Н2О). Через 5 мин инициатор начинали добавл ть с расходом 400 г/ч в течение 2,5
ч. После этого за один прием добавл ли еще 75 г раствора инициатора, температуру в
течение 30 мин поддерживали на уровне 80°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В
результате получили 8,4%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,2.
Пример 3
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 11,83 л деминерализованной воды,
234,2 г акриловой кислоты, 1,42 кг метакрилата метилового эфира полиэтиленгликол (45
ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в Н2О), 468,4 г 2-акриламидо-2метилпропансульфоната кали (50%-ный в Н2О) и 468,9 г метакрилата
полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ® PP500). Загруженные компоненты
нагревали до 80°С и затем за один прием добавл ли 210 г 2,2'-азобис(2метилпропионамидин)дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт WAKO ® V50, 3%ный в Н2О). Через 5 мин инициатор начинали добавл ть с расходом 400 г/ч в течение 2,5
ч. После этого за один прием добавл ли еще 75 г раствора инициатора, температуру в
течение 30 мин поддерживали на уровне 80°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В
результате получили 8,7%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,1.
Пример 4
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 11,79 л деминерализованной воды,
234,5 г акриловой кислоты, 1,51 кг метакрилата метилового эфира полиэтиленгликол (45
ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в Н2О), 335,2 г 2-акриламидо-2метилпропансульфоната кали (50%-ный в Н2О) и 235,0 г метакрилата
полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ® PP500). Загруженные компоненты
нагревали до 80°С и затем за один прием добавл ли 210 г 2,2'-азобис(2метилпропионамидин)дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт WAKO ® V50, 3%ный в Н2О). Через 5 мин инициатор начинали добавл ть с расходом 400 г/ч в течение 2,5
ч. После этого за один прием добавл ли еще 75 г раствора инициатора, температуру в
течение 30 мин поддерживали на уровне 80°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В
результате получили 9,2%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,3.
Примеры 5 и 6
В этих примерах работали аналогично примерам 3 и 4, но с использованием сульфата
Страница: 10
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
натри в качестве инициатора. В результате получили растворимые в щелочи дисперсии с
содержанием твердых веществ 9,1, соответственно 9,0% и значением рН 3,2.
Пример 7
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 4,1 л деминерализованной воды, 1,6
л 3%-ного раствора гидроксида кали , 181,6 г акриловой кислоты и 1,2 кг метакрилата
метилового эфира полиэтиленгликол (45 ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в
Н2О). После этого добавл ли раствор 127,8 г 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната и
24,2 г металлилсульфоната (продукт Geropon MLSA ®) в 193,7 г деминерализованной
воды, а также 181,6 г метакрилата полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ®
PP500) и нагревали до 73°С. Затем в течение 3 ч через дозатор добавл ли 433,4 г 2,2'азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт
WAKO ® VA-44, 10%-ный в Н2О). По завершении процесса добавлени температуру
поддерживали на уровне 73°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В результате получили
14,5%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,3.
Пример 8
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 3,9 л деминерализованной воды, 1,6
л 3%-ного раствора гидроксида кали , 181,6 г акриловой кислоты и 1,4 кг метакрилата
метилового эфира полиэтиленгликол (45 ЭО-звеньев) (продукт Plex-6934 ®, 50%-ный
в Н2О). После этого добавл ли раствор 127,8 г 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната и
24,2 г металлилсульфоната (продукт Geropon MLSA ®) в 193,7 г деминерализованной
воды, а также 181,6 г метакрилата полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ®
PP500) и нагревали до 73°С. Затем в течение 3 ч через дозатор добавл ли 433,4 г 2,2'азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт
WAKO ® VA-44, 10%-ный в Н2О). По завершении процесса добавлени температуру
поддерживали на уровне 73°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В результате получили
14,8%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,3.
Дисперсии из примеров 1-6 вместе со стабилизированной поливиниловым спиртом
дисперсией сополимера винилацетата с этиленом (содержание твердых веществ 58%,
температура стекловани Тc, равной 17°С) и 5 мас.% частично омыленного поливинилового
спирта (степень гидролиза примерно 90 мол.%) подвергали с использованием 16 мас.%
средств против слеживани (слипани ) распылительной сушке в пр моточной сушильной
колонне путем подачи в нее через напорное сопло. В результате получили сыпучие, не
слипающиес редиспергируемые порошки (порошки 1-6) с насыпной массой от 400 до 550
г/л.
Полученные путем распылительной сушки редиспергируемые (РД-) порошки
исследовали в сопоставлении с имеющимис в продаже продуктами в составе
саморастекающейс смеси указанной в таблице 1 рецептуры. При этом отдельные
компоненты смешивали в сухом состо нии, а затем замешивали водой, которую добавл ли
из расчета 24 г на 100 г сухой смеси.
Таблица 1
Количество [г] Исходный материал
110,0
45
50
Изготовитель/поставщик
глиноземистый плавленый цемент Ternal RG Lafarge Aluminates int.
240,0
портландцемент СЕМ I 42.5 R
Milke-Zement GmbH & Co. KG
50
Ангидрит
Hilliges Gipswerke KG
1,50
гидроксид кальци Walhalla Kalkwerke
269,0
карбонат кальци Omyacarb 20 BG
Omya GmbH
25,0
РД-порошок 1-6
300,0
кварцевый песок F 31
1,3
винна кислота
Merck Eurolab GmbH
1,0
Li2CO3
Merck Eurolab GmbH
1,0
пеногаситель Agitan P 801
Mьnzing Chemie GmbH
1,2
целлюлоза Tylosa Н 20 Р2
Clariant GmbH
Quarzwerke GmbH
1000
Страница: 11
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
Исследование эксплуатационно-технических свойств
Определение растекаемости (расплыва)
Растекаемость определ ли согласно стандарту DIN EN 12706 по истечении 1, 15 и 30
мин.
Определение прочности на раст жение при изгибе (ПРИ)
Прочность на раст жение при изгибе определ ли через 1 день (1 д) и 7 дней (7 д)
согласно стандарту prEN 13851 с использованием призм размером 40Ч40Ч160 мм 3.
Определение прочности на сжатие (ПС)
Прочность на сжатие определ ли через 1 день (1 д) и 7 дней (7 д) согласно стандарту
prEN 13851 с использованием стандартных призм размером 40Ч40Ч160 мм 3.
Сравнительной смесью V1 служил строительный раствор с редиспергируемым
порошком на основе стабилизированного поливиниловым спиртом сополимера
винилацетата и этилена с Тc, равной 17°С (продукт RE 5011L, фирма Wacker Chemie
GmbH), и 4,6% казеина с размером частиц 90 меш (фирма Wengenroth) в качестве
диспергатора.
Сравнительной смесью V2 служила смесь с редиспергируемым порошком на основе
стабилизированного поливиниловым спиртом сополимера винилацетата и этилена с Tc,
равной 21°С, и примешанным твердым поликарбоксилатным разжижителем на основе
сополимера метакриловой кислоты и метакрилата метоксиполиэтиленгликол (примерно 17
молей этиленоксида). Речь идет о порошке Elotex FL51, выпускаемом фирмой Elotex.
Сравнительной смесью V3 служила смесь с редиспергируемым порошком на основе
сополимера стирола и бутилакрилата с температурой стекловани Тc, равной 16°С, и
диспергирующим, способствующим распылению защитным коллоидом из
водорастворимого сополимера метакриловой кислоты, метилметакрилата и
гидроксиэтилакрилата (примерное соотношение 30:10:60). Речь идет о порошке Acronal DS
3504, выпускаемом фирмой BASF AG.
Таблица 2
РДРастекаемость через 1 мин Растекаемость через 15 мин Растекаемость через 30 мин ПРИ через 1 д/7 д ПС через 1 д/7д
порошок [см]
[см]
[см]
[Н/мм 2]
[Н/мм 2]
30
35
40
45
50
Порошок 1
16,4
16,3
16,1
3,91/6,30
14,89/23,10
Порошок 2
16,2
16,0
15,9
3,82/6,21
14,98/22,91
Порошок 3
15,9
15,8
15,8
3,96/6,41
15,02/23,17
Порошок 4
16,2
16,2
15,9
3,84/6,32
14,79/22,67
Порошок 5
16,6
16,4
16,3
3,95/6,38
14,94/23,02
Порошок 6
16,3
16,1
15,8
3,88/6,15
14,82/22,73
Порошок
V1
16,2
16,1
15,9
3,61/5,78
14,21/21,30
Порошок
V2
15,7
15,4
14,2
3,38/5,17
13,89/19,14
Порошок
V3
13,8
7,2
-
-
-
Результаты исследовани эксплуатационно-технических свойств
Строительные растворы, модифицированные порошками 1-6, полученными с
использованием исследуемых продуктов, обладают в сопоставлении с содержащей казеин
сравнительной смесью V1 сравнимыми с ней свойствами касательно укладки
свежеприготовленного раствора. Растекаемость остаетс с течением времени практически
посто нной. Начальна прочность по истечении 1 дн на 4-10% превышает этот показатель
сравнительной смеси V1. При добавлении в используемую рецептуру порошков V2 и V3
наблюдаетс частичное снижение текучести с течением времени и снижение прочности.
Реологические исследовани Реологические измерени проводили на сравнительной смеси и экспериментальной
смеси, рецептуры которых указаны в таблице 3. Обе смеси замешивали водой, которую
использовали из расчета 35 г на 100 г сухой смеси.
Компоненты предварительно смешивали в сухом состо нии, затем к смеси добавл ли
воду и в течение 1 мин перемешивали с помощью диссольвера (диаметр
Страница: 12
RU 2 337 080 C2
перемешивающего диска 5 см) при 1000 об/мин. У казеинсодержащих смесей,
соответственно у экспериментальных смесей продолжительность "созревани " (готовность
к применению) составл ла 5 мин, а у цементных клеев с синтетическими разжижител ми 2 мин. Затем во всех случа х перемешивали в течение 10 с при 1000 об/мин.
Таблица 3
5
Исходный материал
10
Сравнительна смесь Экспериментальна смесь
Портландцемент СЕМ I 42.5 R
61 мас.%
61 мас.%
Глиноземистый плавленый цемент Ternal RG
20 мас.%
20 мас.%
Ангидрит
15,3 мас.%
15,6 мас.%
Загуститель
0,35 мас.%
0,35 мас.%
Замедлитель
1 мас.%
1 мас.%
Порошок 1 без диспергатора
2 мас.%
-
Разжижитель Melflux ® 1641* или казеин
0,35 мас.%
-
-
2 мас.%
Порошок 1
* Примечание: Melflux ® 1641 представл ет собой порошкообразный разжижитель фирмы Degussa.
15
20
25
30
До начала реологических исследований значение растекаемости по истечении 1 мин дл сравнительной смеси и экспериментальной смеси устанавливали варьированием
содержани воды и/или содержани диспергатора на 15±0,5 см. Этот показатель
определ ли согласно стандарту DIN EN 12706 (издание: декабрь 1999 г.).
Реологические исследовани проводили на реометре с воздушными подшипниками (МС
200, фирма Paar-Physika) и со встроенной измерительной системой с коаксиальными
цилиндрами (MS-Z 40 Р). Начальна в зкость цементных клеев составл ла 1000-6000
мПа?с. По результатам временных испытаний, проводившихс с каждым образцом в
колебательном режиме при малой деформации (?: 0,01-1%) и круговой частоте (? : 110 с -1), было установлено, что результаты последующих испытаний с приложением и
сн тием нагрузки не обусловлены начинающимис процессами схватывани или
процессами затвердевани .
Программу измерений при испытани х с приложением и сн тием нагрузки разбивали на
3 интервала. В интервалах 1 и 3 проводили измерени в колебательном режиме в области
линейной в зкоупругости при деформации ?, равной 0,1%, и круговой частоте ? , равной
10 с -1. Испытани с приложением нагрузки (интервал 2) проводили за пределами области
линейной в зкоупругости (деформаци ?, равна 100%, кругова частота ?, равна 10 с -1).
При этом экспериментально были получены кривые, которые приведены на фиг.1-3.
35
40
45
50
Формула изобретени 1. Диспергаторы на основе сополимеров, получаемых полимеризацией
а) 5-70 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этилен ненасыщенные монокарбоновые кислоты, амиды этилен ненасыщенных
карбоновых кислот, этилен ненасыщенные дикарбоновые кислоты и их ангидриды, в
каждом случае с 4-8 атомами углерода, а также моноэфиры (мет)акриловой кислоты и
двухатомных спиртов с 2-8 атомами углерода,
б) 1-40 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этилен ненасыщенные соединени с сульфонатными или сульфатными функциональными
группами,
в) 10-80 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этилен ненасыщенные соединени полиэтиленгликолей с 1-300 этиленоксидными
звень ми и концевыми ОН-группами или группами простого эфира -OR', где R' может
представл ть собой алкильный, арильный, алкарильный, аралкильный остаток с 1-40
атомами углерода,
г) 5-80 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этилен ненасыщенные соединени полиалкиленгликолей с 1-300 алкиленоксидными
звень ми алкиленовых групп, содержащих 3-4 атома углерода, и концевыми ОН-группами
или группами простого эфира -OR', где R' может представл ть собой алкильный,
Страница: 13
CL
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
арильный, алкарильный, аралкильный остаток с 1-40 атомами углерода, при этом
указанные в мас.% количества в каждом случае приведены в пересчете на общую массу
сополимера и в сумме должны составл ть 100 мас.%.
2. Диспергаторы по п.1, отличающиес тем, что мономерные звень а) представл ют
собой производные одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
акриловую кислоту, метакриловую кислоту, итаконовую кислоту, фумаровую кислоту,
малеиновую кислоту, а также соли указанных карбоновых кислот, малеиновый ангидрид,
акриламид, метакриламид, гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат,
гидроксибутил(мет)акрилат.
3. Диспергаторы по п.1 или 2, отличающиес тем, что мономерные звень б)
представл ют собой производные одного или нескольких мономеров, выбранных из
группы, включающей винилсульфоновую кислоту и ее соли с щелочными и
щелочноземельными металлами, стиролсульфоновую кислоту и ее соли с щелочными и
щелочноземельными металлами, металлилсульфоновую кислоту и ее соли с щелочными и
щелочноземельными металлами, параметаллилоксифенилсульфоновую кислоту и ее соли
с щелочными и щелочноземельными металлами и сульфоновые кислоты общей формулы
CH2=CR 1-CO-X-CR 2R 3-SO3H, a также их соли с щелочными и щелочноземельными
металлами, где Х обозначает О или NH, a R 1 R 2, R 3 имеют идентичные, либо разные
значени и представл ют собой Н или С1-С3 алкил и R 4 обозначает C1-C4алкилен.
4. Диспергаторы по п.1, отличающиес тем, что мономерные звень в) представл ют
собой производные одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
акрилаты и метакрилаты полиэтиленгликолей и их алкиловых эфиров с 1-6 атомами
углерода, в каждом случае с 1-150 этиленоксидными звень ми.
5. Диспергаторы по п.1, отличающиес тем, что мономерные звень г) представл ют
собой производные одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
акрилаты и метакрилаты полипропилен- и полибутиленгликолей, а также их алкиловых
эфиров с 1-6 атомами углерода, в каждом случае с 3-100 алкиленоксидными звень ми.
6. Диспергаторы по п.1, отличающиес тем, что мономерные звень г) представл ют
собой производные одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
акрилаты и метакрилаты полипропилен- и полибутиленгликолей, содержащих от 3 до 35
пропиленоксидных, соответственно бутиленоксидных звеньев, на которые "навешано" от 5
до 80 этиленоксидных звеньев.
7. Диспергаторы по п.1, отличающиес тем, что в их состав вход т также
высокогидрофобные сомономерные звень д), представл ющие собой производные
(мет)акрилатов спиртов с 1-15 атомами углерода или производные винилароматических
соединений.
8. Диспергаторы по п.1, отличающиес тем, что при их содержании в рецептурах
саморастекающихс , гидравлически схватывающихс составов у них при нагрузке в
области линейной в зкоупругости модуль накоплени G' превышает модуль потерь G", при
нагрузке за пределами области линейной в зкоупругости результирующий тангенс угла
потерь составл ет менее 80, а при последующей релаксации модуль накоплени G' по
истечении менее 15 мин вновь превышает модуль потерь G".
9. Способ получени диспергаторов по одному из пп.1-8 путем радикальной
полимеризации.
10. Применение диспергаторов по одному из пп.1-8 при распылительной сушке водных
дисперсий гомо- или сополимеров из одного или нескольких мономеров, выбранных из
группы, включающей виниловые эфиры неразветвленных или разветвленных
алкилкарбоновых кислот с 1-18 атомами углерода, акрилаты и метакрилаты разветвленных
и неразветвленных спиртов с 1-15 атомами углерода, диены, олефины,
винилароматические соединени и винилгалогениды.
11. Применение диспергаторов по одному из пп.1-8 в качестве разжижителей дл цементных растворов.
12. Применение по п.10, отличающеес тем, что диспергаторы используют в качестве
Страница: 14
RU 2 337 080 C2
5
10
15
вспомогательных агентов распылени при распылительной сушке водных дисперсий
винилацетатных гомополимеров, сополимеров винилацетата с этиленом, сополимеров
винилацетата с этиленом и одним либо несколькими другими виниловыми эфирами,
сополимеров винилацетата с этиленом и акрилатом, сополимеров винилацетата с
этиленом и винилхлоридом, сополимеров стирола с акрилатом, сополимеров стирола с 1,3бутадиеном.
13. Применение получаемых по п.12 редиспергируемых порошков в продуктах
строительной химии, при необходимости в сочетании с гидравлически схватывающимис в жущими, такими как цемент разных марок - портландцемент, глиноземистый цемент,
трассовый цемент, шлакопортландцемент, магнезиальный цемент, фосфатный цемент или
гипс, известь и жидкое стекло, в производстве строительных клеев, штукатурки,
шпаклевок, шпаклевок дл полов, составов дл нанесени отделочных, выравнивающих и
защитных покрытий, гидроизол ционных суспензий, растворов дл расшивки швов и
красок.
14. Применение по п.13 редиспергируемых порошков в саморастекающихс шпаклевках
дл полов и текучих растворах дл изготовлени бесшовных полов.
15. Применение содержащих диспергаторы по одному из пп.1-8 редиспергируемых
порошков в качестве добавки с разжижающим действием.
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 15
RU 2 337 080 C2
Страница: 16
DR
RU 2 337 080 C2
Страница: 17
а, как
растекаемость и хороша способность к укладке и самозалечиванию трещин, и сам
дополнительно обладает свойствами в жущего. Казеин представл ет собой белок
коровьего молока, получаемый путем осаждени кислотой. Качественные характеристики
казеина подвержены значительным колебани м в зависимости от конкретного времени
года и качества кормов, потребл емых коровами. Этот фактор затрудн ет применение
казеина в текучих, гидравлически схватывающихс строительных растворах. Помимо этого
содержащие казеин текучие, гидравлически схватывающиес строительные растворы
про вл ют после их укладки тенденцию к образованию плесени, что особенно
нежелательно в жилищном строительстве.
Исход из вышеизложенного, в основу насто щего изобретени была положена задача
предложить диспергаторы, которые обладали бы длительно сохран ющимс разжижающим
действием в цементных системах, были бы совместимы со стабилизированными
эмульгаторами и со стабилизированными защитными коллоидами системами и обладали
бы теми же предпочтительными реологическими свойствами, что и казеин.
Объектом изобретени в соответствии с этим вл ютс диспергаторы на основе
сополимеров, получаемых полимеризацией:
а) 5-70 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этиленово ненасыщенные монокарбоновые кислоты, амиды этиленово ненасыщенных
карбоновых кислот, этиленово ненасыщенные дикарбоновые кислоты и их ангидриды, в
каждом случае с 4-8 атомами углерода, а также моноэфиры (мет)акриловой кислоты и
двухатомных спиртов с 2-8 атомами углерода,
б) 1-40 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этиленово ненасыщенные соединени с сульфонатными или сульфатными
функциональными группами,
в) 10-80 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
этиленово ненасыщенные соединени полиэтиленгликолей с 1-300 этиленоксидными
звень ми и концевыми ОН-группами или группами простого эфира -OR', где R' может
представл ть собой алкильный, арильный, алкарильный, аралкильный остаток с 1-40
атомами углерода,
г) 5-80 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей
Страница: 5
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
этиленово ненасыщенные соединени полиалкиленгликолей с 1-300 алкиленоксидными
звень ми алкиленовых групп, содержащих 3-4 атома углерода, и концевыми ОН-группами
или группами простого эфира -OR', где R' может представл ть собой алкильный,
арильный, алкарильный, аралкильный остаток с 1-40 атомами углерода,
при этом указанные в мас.% количества в каждом случае приведены в пересчете на
общую массу сополимера и в сумме должны составл ть 100 мас.%.
В качестве мономеров а) могут использоватьс акрилова кислота, метакрилова кислота, итаконова кислота, фумарова кислота, малеинова кислота, а также соли
указанных карбоновых кислот, малеиновый ангидрид, акриламид, метакриламид,
гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат, гидроксибутил(мет)акрилат.
Предпочтительны при этом акрилова кислота, метакрилова кислота, а также их соли.
Мономерные звень а) предпочтительно сополимеризовать в количестве от 5 до 40 мас.%,
особенно предпочтительно от 10 до 25 мас.%.
В качестве мономеров б) могут использоватьс винилсульфонова кислота и ее соли с
щелочными и щелочноземельными металлами, стиролсульфонова кислота и ее соли с
щелочными и щелочно-земельными металлами, металлилсульфонова кислота и ее соли с
щелочными и щелочно-земельными металлами, параметаллилоксифенилсульфонова кислота и ее соли с щелочными и щелочно-земельными металлами и сульфоновые
кислоты общей формулы CH2=CR 1-CO-X-CR 2R 3-R 4-SO3H, а также их соли с щелочными и
щелочно-земельными металлами, где Х обозначает О или NH, а R 1, R 2, R 3 имеют
одинаковые либо разные значени и представл ют собой Н или C1-С3алкил и R 4
обозначает С1-С4алкилен. Предпочтительны 2-акриламидо-2-метилпропансульфонова кислота и металлилсульфонова кислота, а также соли каждой из них с щелочными и
щелочно-земельными металлами. Особенно предпочтительны смеси 2-акриламидо-2метилпропансульфоновой кислоты (или ее соли) и металлилсульфоновой кислоты (или ее
соли). Мономерные звень б) предпочтительно сополимеризовать в количестве от 1 до 20
мас.%, особенно предпочтительно от 5 до 15 мас.%.
К предпочтительным мономерам в) относ тс акрилаты и метакрилаты
полиэтиленгликолей и их алкиловых эфиров с 1-6 атомами углерода, в каждом случае с 1150 этиленоксидными звень ми. Особенно предпочтительны акрилаты и метакрилаты
полиэтиленгликолей, в каждом случае с 20-150 этиленоксидными звень ми и с концевой
гидрокси- или метоксигруппой. Мономерные звень в) предпочтительно сополимеризованы
в количестве от 30 до 70 мас.%.
Предпочтительными мономерами г) вл ютс акрилаты и метакрилаты полипропилен- и
полибутиленгликолей, а также их алкиловых эфиров с 1-6 атомами углерода, в каждом
случае с 3-100 алкиленоксидными звень ми. Особенно предпочтительны акрилаты и
метакрилаты полипропиленгликолей с 3-50 пропиленоксидными звень ми и с концевой
гидрокси- или метоксигруппой. Указанные акрилаты и метакрилаты полипропилен-,
соответственно полибутиленгликолей предпочтительно сополимеризованы в количестве от
5 до 35 мас.%.
В другом предпочтительном варианте мономерные звень г) представл ют собой
производные акрилатов и метакрилатов полипропилен- и полибутиленгликолей, особенно
предпочтительно полипропиленгликолей, содержащих от 3 до 35 пропиленоксидных,
соответственно бутиленоксидных звеньев, на которые "навешано" от 5 до 80
этиленоксидных звеньев. Эти мономерные звень сополимеризованы в количестве от 30
до 70 мас.%.
В состав предлагаемых в изобретении диспергаторов необ зательно могут входить
также гидрофобные сомономерные звень д), представл ющие собой производные
(мет)акрилатов спиртов с 1-15 атомами углерода или винилароматических соединений. В
качестве примеров таких сомономерных звеньев можно назвать метилакрилат,
метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, пропилакрилат, пропилметакрилат, нбутилакрилат, н-бутилметакрилат, 2-этилгексилакрилат, норборнилакрилат, стирол и
винилтолуол. При использовании сомономерных звеньев д) их примен ют в количестве от
Страница: 6
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0,5 до 10 мас.%.
Сополимеры получают путем радикальной полимеризации, предпочтительно в водной
среде при температуре в интервале от 40 до 95°С, или путем полимеризации в массе, в
растворе либо геле при температуре в интервале от 40 до 150°С. Дл инициировани полимеризации могут использоватьс водорастворимые инициаторы, такие как натриевые,
калиевые и аммониевые соли пероксодисерной кислоты, пероксид водорода, третбутилпероксид, трет-бутилгидропероксид, пероксодифосфат кали , третбутилпероксопивалат, гидропероксид кумола, моногидропероксид изопропилбензола,
азобисизобутиронитрил, 2,2'-азобис(2-метилпропионамидин)дигидрохлорид, 2,2'-азобис[2(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорид. Указанные инициаторы обычно используют в
количестве от 0,01 до 0,5 мас.% в пересчете на общую массу мономеров. Возможно также
использование комбинаций указанных инициаторов с восстановител ми. Пригодными дл применени в комбинации с инициаторами восстановител ми вл ютс сульфиты и
бисульфиты щелочных металлов и аммони , например сульфит натри , производные
сульфоксиловой кислоты, такие как формальдегид-сульфоксилаты цинка или щелочных
металлов, например гидроксиметансульфинат натри , и аскорбиновой кислоты. Подобные
восстановители предпочтительно использовать в количестве от 0,01 до 2,5 мас.% в
пересчете на общую массу мономеров.
Дл регулировани молекул рной массы в процессе полимеризации можно
использовать соответствующие регул торы. При использовании таких регул торов их
обычно примен ют в количестве от 0,01 до 5,0 мас.% в пересчете на полимеризуемые
мономеры и добавл ют отдельно или же в предварительно смешанном с компонентами
реакции виде. В качестве примера подобных регул торов можно назвать ндодецилмеркаптан, трет-додецилмеркаптан, меркаптопропионовую кислоту, метиловый
эфир меркаптопропионовой кислоты, изопропанол и ацетальдегид.
Мономеры можно предварительно полностью загружать в реактор или полностью
дозировать в него либо предварительно загружать в реактор част ми, а затем после
инициировани полимеризации дозировать остальное количество. Мономеры можно
дозировать отдельно (в пространстве и во времени) или же все добавл емые компоненты
либо часть из них можно дозировать в предварительно эмульгированном виде.
Получаемые из таких мономеров водные растворы или водные дисперсии сополимеров
могут как таковые примен тьс в качестве диспергаторов. Эти растворы или дисперсии
можно также подвергать сушке, например сушке в валковых сушилках или распылительной
сушке, и затем использовать сополимеры в порошкообразном виде. Подобные сополимеры
вне зависимости от формы, в которой их получают, пригодны дл применени в качестве
диспергаторов. При этом их предпочтительно использовать в качестве вспомогательных
агентов распылени при распылительной сушке водных дисперсий.
Другой предпочтительной областью применени предлагаемых в изобретении
диспергаторов вл етс их использование в качестве разжижителей дл цементных
растворов. При использовании в этих цел х высушенных или растворенных диспергаторов
без улучшенных полимерных свойств их примен ют в количестве от 0,1 до 0,7 мас.% в
пересчете на общую массу сухой цементной смеси.
В одном из особенно предпочтительных вариантов предлагаемые в изобретении
диспергаторы примен ют в качестве вспомогательных агентов распылени при
распылительной сушке водных дисперсий гомо- или сополимеров из одного или нескольких
мономеров, выбранных из группы, включающей виниловые эфиры неразветвленных и
разветвленных алкилкарбоновых кислот с 1-18 атомами углерода, акрилаты и метакрилаты
разветвленных и неразветвленных спиртов с 1-15 атомами углерода, диены, олефины,
винилароматические соединени и винилгалогениды, а получаемые с использованием
таких диспергаторов редиспергируемые в воде порошки примен ют дл модификации
строительных смесей. Содержащие диспергаторы редиспергируемые порошки наиболее
предпочтительно использовать в качестве добавки с разжижающим (диспергирующим)
действием, прежде всего в системах на основе минеральных в жущих или в содержащих
Страница: 7
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
пигменты составах.
В качестве примеров предпочтительных гомо- и сополимеров можно назвать
винилацетатные гомополимеры, сополимеры винилацетата с этиленом, сополимеры
винилацетата с этиленом и одним либо несколькими другими виниловыми эфирами,
сополимеры винилацетата с этиленом и акрилатом, сополимеры винилацетата с этиленом
и винилхлоридом, сополимеры стирола с акрилатом и сополимеры стирола с 1,3бутадиеном.
Дл получени редиспергируемых в воде полимерных порошков водные дисперсии
полимеров после добавлени предлагаемых в изобретении диспергаторов в качестве
вспомогательных агентов распылени сушат, например, путем сушки в псевдоожиженном
слое, сушки вымораживанием или распылительной сушки. Предпочтительным методом
сушки дисперсий вл етс распылительна сушка. Распылительную сушку провод т в
обычных предназначенных дл этого установках с использованием дл распылени дисперсии одно-, двух- или многокомпонентных форсунок или центробежных распылителей
(вращающихс дисков). Температуру на выходе установки распылительной сушки
выбирают в зависимости от типа установки, температуры стекловани смолы и требуемой
степени сушки обычно в диапазоне от 45 до 120°С, предпочтительно от 60 до 90°С.
Диспергатор обычно примен ют в количестве от 3 до 30 мас.% в пересчете на
полимерные компоненты дисперсии. Иными словами, общее количество диспергатора до
процесса сушки должно составл ть по меньшей мере от 3 до 30 мас.% в пересчете на
содержание полимеров, а предпочтительно примен ть диспергатор в количестве от 5 до 20
мас.% в пересчете на содержание полимеров.
Получаемые таким путем составы в виде редиспергируемых в воде полимерных
порошков могут использоватьс в типичных дл них област х. Так, например, их можно
использовать в продуктах строительной химии, при необходимости в сочетании с
гидравлически схватывающимис в жущими, такими как цемент разных марок
(портландцемент, глиноземистый цемент, трассовый цемент, шлакопортландцемент,
магнезиальный цемент, фосфатный цемент) или гипс, известь и жидкой стекло, в
производстве строительных клеев, прежде всего кле дл приклейки плиток и
теплозащитного кле , штукатурки, шпаклевок, шпаклевок дл полов, составов дл нанесени отделочных, выравнивающих и защитных покрытий, гидроизол ционных
суспензий, растворов дл расшивки швов и красок. Особенно предпочтительно
использовать их в саморастекающихс шпаклевках дл полов и текучих растворах дл изготовлени бесшовных полов.
Саморастекающиес , гидравлически схватывающиес составы имеют следующую
типичную рецептуру:
от 100 до 500 мас. частей цемента, такого как портландцемент и/или глиноземистый
цемент,
от 300 до 800 мас. частей наполнителей, таких как песок и/или известн кова мука
и/или кремнеземна пыль и/или летуча зола,
от 0 до 200 мас. частей ангидрита, полугидрата и/или гипса,
от 0 до 50 мас. частей гидроксида кальци ,
от 0 до 5 мас. частей пеногасител ,
от 0,5 до 10 мас. частей диспергатора,
от 1 до 100 мас. частей редиспергируемого порошка,
от 0,5 до 5 мас. частей замедлител , такого как винна кислота, лимонна кислота
или сахариды,
от 0,5 до 5 мас. частей ускорител , например карбонатов щелочных металлов,
от 0,2 до 3 мас. частей загустител , такого как простой эфир целлюлозы,
при этом содержание всех компонентов должно составл ть в сумме 1000 мас. частей, а
сухую смесь в зависимости от требуемой консистенции замешивают соответствующим
количеством воды.
Предлагаемый в изобретении подход позвол ет получать диспергаторы, которые при их
Страница: 8
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
применении в саморастекающихс шпаклевках (СРШ) придают им такие сопоставимые с
казеинсодержащими составами свойства, как необходима дл укладки или переработки
консистенци (реологические свойства) и способность к самозалечиванию трещин. Помимо
этого такие продукты, получаемые со стабильно высоким качеством, менее подвержены
бактериальному поражению. Предлагаемые в изобретении диспергаторы полностью
совместимы со стабилизированными эмульгатором или поливиниловым спиртом
дисперси ми, которые поэтому можно исключительно простым путем, например
распылительной сушкой, переводить в редиспергируемые порошки.
Реологические свойства саморастекающихс , гидравлически схватывающихс составов
можно характеризовать следующими показател ми:
- модуль накоплени G' [Па]: представл ет собой меру накопленной в веществе в
процессе сдвига энергии деформации. Эта энерги после сн ти нагрузки полностью
имеетс в распор жении. Модуль G' характеризует упругие свойства анализируемого
образца;
- модуль потерь G" [Па]: представл ет собой меру израсходованной в веществе в
процессе сдвига и затем потер нной дл вещества энергии деформации. Эта энерги расходуетс на изменение структуры анализируемого образца и/или рассеиваетс в
окружающее пространство. Модуль G" характеризует в зкие свойства анализируемого
образца;
- коэффициент потерь tg ?=G"/G': представл ет собой частное от делени потер нной
энергии деформации на накопленную энергию деформации. Подобным коэффициентом
потерь определ етс соотношение между в зкой и упругой составл ющими поведени при
деформации.
Смеси, представл ющие собой цементные клеи, содержащие известные в насто щее
врем высокоэффективные разжижители, про вл ют в области линейной в зкоупругости
(ЛВУ-области) реологические свойства, представленные в графическом виде на фиг.1. В
начале измерени при малой сдвиговой нагрузке модули накоплени и потерь наход тс на
одном уровне (фиг.1/I). У казеинсодержащих образцов модуль накоплени превышает
модуль потерь. При нагрузке за пределами области линейной в зкоупругости (участок
х/II) модуль накоплени у смесей с синтетическими разжижител ми очень резко и
скачкообразно снижаетс (фиг.1/II) в отличие от смеси, модифицированной казеином
(фиг.2/II). Деформаци за пределами ЛВУ-области и в этом случае приводит к снижению
модулей накоплени и потерь, однако модуль накоплени все еще хорошо поддаетс измерению (фиг.2/II). Этот эффект находит также свое отражение в возрастании
коэффициентов потерь в фазе нагружени . Получаемый в результате тангенс угла потерь в
целом меньше 80.
При уменьшении временно повышенной деформации до исходного уровн наблюдаетс очень быстра релаксаци цементных клеев с традиционными (высокоэффективными)
разжижител ми (фиг.1/III), тогда как релаксаци казеинсодержащих цементных клеев
происходит сравнительно медленно (фиг.2/III). При этом модуль накоплени по истечении
нескольких минут, обычно по истечении менее 15 мин, снова становитс больше модул потерь, и в результате вновь достигаетс исходный уровень. В этом состоит возможное
объ снение очень хорошей способности казеинсодержащих саморастекающихс шпаклевочных масс к самозалечиванию трещин.
Текучие гидравлически схватывающиес строительные растворы при применении в их
составе новых, искусственно полученных продуктов обладают сопоставимыми с
казеинсодержащими растворами реологическими свойствами. В этом случае их модуль
накоплени на участке I (фиг.3/I) также превышает модуль потерь. На участке II
(фиг.3/II), как и у казеинсодержащих СРШ, обнаруживаетс медленное снижение модул накоплени до измеримого значени , а при релаксации также наблюдаетс пересечение
экспериментально полученных кривых изменени модулей накоплени и потерь. После
этого модуль накоплени вновь находитс на более высоком уровне, чем модуль потерь.
Ниже изобретение более подробно по сн етс на примерах.
Страница: 9
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Примеры
Пример 1
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 11,74 л деминерализованной воды,
234 г акриловой кислоты, 1,50 кг метакрилата метилового эфира полиэтиленгликол (45
ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в Н2О), 336,3 г 2-акриламидо-2метилпропансульфоната кали (50%-ный в Н2О) и 234,0 г метакрилата
полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ® PP500). Загруженные компоненты
нагревали до 80°С и затем за один прием добавл ли 210 г 2,2'-азобис(2метилпропионамидин)дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт WAKO ® V50, 3%ный в Н2О). Через 5 мин инициатор начинали добавл ть с расходом 400 г/ч в течение 2,5
ч. После этого за один прием добавл ли еще 75 г раствора инициатора, температуру в
течение 30 мин поддерживали на уровне 80°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В
результате получили 8,9%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,1.
Пример 2
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 11,85 л деминерализованной воды,
234,4 г акриловой кислоты, 1,40 кг метакрилата метилового эфира полиэтиленгликол (45
ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в Н2О), 468,7 г 2-акриламидо-2метилпропансульфоната кали (50%-ный в H2O) и 468,3 г метакрилата
полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ® PP500). Загруженные компоненты
нагревали до 80°С и затем за один прием добавл ли 210 г 2,2'-азобис(2метилпропионамидин)дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт WAKO ® V50, 3%ный в Н2О). Через 5 мин инициатор начинали добавл ть с расходом 400 г/ч в течение 2,5
ч. После этого за один прием добавл ли еще 75 г раствора инициатора, температуру в
течение 30 мин поддерживали на уровне 80°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В
результате получили 8,4%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,2.
Пример 3
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 11,83 л деминерализованной воды,
234,2 г акриловой кислоты, 1,42 кг метакрилата метилового эфира полиэтиленгликол (45
ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в Н2О), 468,4 г 2-акриламидо-2метилпропансульфоната кали (50%-ный в Н2О) и 468,9 г метакрилата
полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ® PP500). Загруженные компоненты
нагревали до 80°С и затем за один прием добавл ли 210 г 2,2'-азобис(2метилпропионамидин)дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт WAKO ® V50, 3%ный в Н2О). Через 5 мин инициатор начинали добавл ть с расходом 400 г/ч в течение 2,5
ч. После этого за один прием добавл ли еще 75 г раствора инициатора, температуру в
течение 30 мин поддерживали на уровне 80°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В
результате получили 8,7%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,1.
Пример 4
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 11,79 л деминерализованной воды,
234,5 г акриловой кислоты, 1,51 кг метакрилата метилового эфира полиэтиленгликол (45
ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в Н2О), 335,2 г 2-акриламидо-2метилпропансульфоната кали (50%-ный в Н2О) и 235,0 г метакрилата
полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ® PP500). Загруженные компоненты
нагревали до 80°С и затем за один прием добавл ли 210 г 2,2'-азобис(2метилпропионамидин)дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт WAKO ® V50, 3%ный в Н2О). Через 5 мин инициатор начинали добавл ть с расходом 400 г/ч в течение 2,5
ч. После этого за один прием добавл ли еще 75 г раствора инициатора, температуру в
течение 30 мин поддерживали на уровне 80°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В
результате получили 9,2%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,3.
Примеры 5 и 6
В этих примерах работали аналогично примерам 3 и 4, но с использованием сульфата
Страница: 10
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
натри в качестве инициатора. В результате получили растворимые в щелочи дисперсии с
содержанием твердых веществ 9,1, соответственно 9,0% и значением рН 3,2.
Пример 7
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 4,1 л деминерализованной воды, 1,6
л 3%-ного раствора гидроксида кали , 181,6 г акриловой кислоты и 1,2 кг метакрилата
метилового эфира полиэтиленгликол (45 ЭО-звеньев) (продукт Bisomer ® S20W, 60%-ный в
Н2О). После этого добавл ли раствор 127,8 г 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната и
24,2 г металлилсульфоната (продукт Geropon MLSA ®) в 193,7 г деминерализованной
воды, а также 181,6 г метакрилата полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ®
PP500) и нагревали до 73°С. Затем в течение 3 ч через дозатор добавл ли 433,4 г 2,2'азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт
WAKO ® VA-44, 10%-ный в Н2О). По завершении процесса добавлени температуру
поддерживали на уровне 73°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В результате получили
14,5%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,3.
Пример 8
В реактор объемом 16 л предварительно загружали 3,9 л деминерализованной воды, 1,6
л 3%-ного раствора гидроксида кали , 181,6 г акриловой кислоты и 1,4 кг метакрилата
метилового эфира полиэтиленгликол (45 ЭО-звеньев) (продукт Plex-6934 ®, 50%-ный
в Н2О). После этого добавл ли раствор 127,8 г 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната и
24,2 г металлилсульфоната (продукт Geropon MLSA ®) в 193,7 г деминерализованной
воды, а также 181,6 г метакрилата полипропиленгликол (9 ПО-звеньев) (продукт Blemmer ®
PP500) и нагревали до 73°С. Затем в течение 3 ч через дозатор добавл ли 433,4 г 2,2'азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорида в качестве инициатора (продукт
WAKO ® VA-44, 10%-ный в Н2О). По завершении процесса добавлени температуру
поддерживали на уровне 73°С и затем смесь охлаждали до 25°С. В результате получили
14,8%-ную растворимую в щелочи дисперсию со значением рН 3,3.
Дисперсии из примеров 1-6 вместе со стабилизированной поливиниловым спиртом
дисперсией сополимера винилацетата с этиленом (содержание твердых веществ 58%,
температура стекловани Тc, равной 17°С) и 5 мас.% частично омыленного поливинилового
спирта (степень гидролиза примерно 90 мол.%) подвергали с использованием 16 мас.%
средств против слеживани (слипани ) распылительной сушке в пр моточной сушильной
колонне путем подачи в нее через напорное сопло. В результате получили сыпучие, не
слипающиес редиспергируемые порошки (порошки 1-6) с насыпной массой от 400 до 550
г/л.
Полученные путем распылительной сушки редиспергируемые (РД-) порошки
исследовали в сопоставлении с имеющимис в продаже продуктами в составе
саморастекающейс смеси указанной в таблице 1 рецептуры. При этом отдельные
компоненты смешивали в сухом состо нии, а затем замешивали водой, которую добавл ли
из расчета 24 г на 100 г сухой смеси.
Таблица 1
Количество [г] Исходный материал
110,0
45
50
Изготовитель/поставщик
глиноземистый плавленый цемент Ternal RG Lafarge Aluminates int.
240,0
портландцемент СЕМ I 42.5 R
Milke-Zement GmbH & Co. KG
50
Ангидрит
Hilliges Gipswerke KG
1,50
гидроксид кальци Walhalla Kalkwerke
269,0
карбонат кальци Omyacarb 20 BG
Omya GmbH
25,0
РД-порошок 1-6
300,0
кварцевый песок F 31
1,3
винна кислота
Merck Eurolab GmbH
1,0
Li2CO3
Merck Eurolab GmbH
1,0
пеногаситель Agitan P 801
Mьnzing Chemie GmbH
1,2
целлюлоза Tylosa Н 20 Р2
Clariant GmbH
Quarzwerke GmbH
1000
Страница: 11
RU 2 337 080 C2
5
10
15
20
25
Исследование эксплуатационно-технических свойств
Определение растекаемости (расплыва)
Растекаемость определ ли согласно стандарту DIN EN 12706 по истечении 1, 15 и 30
мин.
Определение прочности на раст жение при изгибе (ПРИ)
Прочность на раст жение при изгибе определ ли через 1 день (1 д) и 7 дней (7 д)
согласно стандарту prEN 13851 с использованием призм размером 40Ч40Ч160 мм 3.
Определение прочности на сжатие (ПС)
Прочность на сжатие определ ли через 1 день (1 д) и 7 дней (7 д) согласно стандарту
prEN 13851 с использованием стандартных призм размером 40Ч40Ч160 мм 3.
Сравнительной смесью V1 служил строительный раствор с редиспергируемым
порошком на основе стабилизированного поливиниловым спиртом сополимера
винилацетата и этилена с Тc, равной 17°С (продукт RE 5011L, фирма Wacker Chemie
GmbH), и 4,6% казеина с размером частиц 90 меш (фирма Wengenroth) в качестве
диспергатора.
Сравнительной смесью V2 служила смесь с редиспергируемым порошком на основе
стабилизированного поливиниловым спиртом сополимера винилацетата и этилена с Tc,
равной 21°С, и примешанным твердым поликарбоксилатным разжижителем на основе
сополимера метакриловой кислоты и метакрилата метоксиполиэтиленгликол (примерно 17
молей этиленоксида). Речь идет о порошке Elotex FL51, выпускаемом фирмой Elotex.
Сравнительной смесью V3 служила смесь с редиспергируемым порошком на основе
сополимера стирола и бутилакрилата с температурой стекловани Тc, равной 16°С, и
диспергирующим, способствующим распылению защитным коллоидом из
водорастворимого сополимера метакриловой кислоты, метилметакрилата и
гидроксиэтилакрилата (примерное соотношение 30:10:60). Речь идет о порошке Acronal DS
3504, выпускаемом фирмой BASF AG.
Таблица 2
РДРастекаемость через 1 мин Растекаемость через 15 мин Растекаемость через 30 мин ПРИ через 1 д/7 д ПС через 1 д/7д
порошок [см]
[см]
[см]
[Н/мм 2]
[Н/мм 2]
30
35
40
45
50
Порошок 1
16,4
16,3
16,1
3,91/6,30
14,89/23,10
Порошок 2
16,2
16,0
15,9
3,82/6,21
14,
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
252 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа