DE19644309A1

DE19644309A1 - Pulverförmiger Klebstoff

Info

Publication number: DE19644309A1
Application number: DE19644309A
Authority: DE
Inventors: Gerald Dr Wildburg; Renate Dr Wuestefeld; Heinrich Sack; Peter Fickeisen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 1998-04-30
Also published as: EP0838509A2; US6084018A; EP0838509A3; EP0838509B1; JPH10130598A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft pulverförmige Klebstoffe, die ein redispergierbares Polymerpulver auf Basis eines in Gegenwart eines Stärkeabbauproduktes erhältlichen Polymerisats enthalten sowie ihre Verwendung in wäßrigen Klebstofformulierungen.

Gegenwärtig besteht ein großer Bedarf an pulverförmigen Klebstof fen, die durch einfaches Einrühren in Wasser eine leicht zu ver arbeitende Klebstofformulierung bilden. Solche pulverförmigen Klebstoffe eignen sich vorteilhafterweise für die Vermarktung im Do-it-yourself Bereich und zeichnen sich durch ihre geringe Menge an Verpackungsmaterial, das oft aus Papier besteht und keinen Kunststoff enthält, geringe Transportkosten aufgrund der fehlen den Lösungsmittel bzw. des fehlenden Wassers und eine einfache Portionierung aus. Ein weiterer Vorteil von Pulvern besteht darin, daß Probleme, die bei der Konservierung wäßriger Formulie rung entstehen, entfallen, so daß insgesamt die Haltbarkeit ver bessert wird. Zudem sind pulverförmige Klebstofformulierungen im allgemeinen geruchsfrei und froststabil (im Gegensatz zu wäßrigen Formulierungen).

Die EP-A-0134451 beschreibt ein rieselfähiges redispergierbares und unter anderem zur Herstellung von Klebstoffen brauchbares Dispersionspulver, welches jedoch ungeeignet zur Herstellung von Fußbodenklebstoffen ist. Es wird durch Sprühtrocknung einer wäß rigen Dispersion gewonnen, die durch radikalische Emulsionspoly merisation von einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Mo nomeren in Gegenwart eines Schutzkolloids hergestellt wird. Als Schutzkolloide werden wasserlösliche oder wasserquellbare Stär ken, die jeweils höchstens 30 Gew.-% Amylose enthalten, abgebau te, cyanalkylierte, hydroxyalkylierte und/oder carboxymethylierte Stärken sowie wasserlösliche Proteine verwendet.

Einen ähnlichen Offenbarungsgehalt besitzt die EP-B-0134449.

Die EP-A-0536597 beschreibt wäßrige Polymerisatdispersionen, die erhältlich sind durch radikalische Polymerisation ungesättigter Monomere in Anwesenheit eines durch Hydrolyse in wäßriger Phase erhältlichen Stärkeabbauprodukts, Verfahren zu ihrer Herstellung durch Emulsionspolymerisation und ihre Verwendung als Klebstoffe, Bindemittel für Formkörper auf Basis feinteiliger organischer und/oder anorganischer Materialien, Bindemittel für Schleifarti kel auf Basis feinteiliger Schleifpartikel, Bindemittel für Teppichrückenbeschichtungen und Papierstreichmassen, Schlichte mittel für Fasern und zur Herstellung von Überzügen. Auch diese Dispersionen sowie wäßrige Formulierungen der beschriebenen Pul ver eignen sich nicht als Fußbodenklebstoffe.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue pul verförmige Klebstoffe für die Anwendung als Fußbodenklebstoffe zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll der Klebstoff gutes Naßanzugs- und Trockenanfaßvermögen besitzen. Außerdem soll das Klebstoffpulver gut in Wasser dispergierbar sein.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Aufgabe gelöst wird, wenn man in pulverförmigen Klebstoffen redispergierbare Polymerpulver, auf Basis eines in Gegenwart eines Schutzkolloids erhältlichen Polymerisats, in Kombination mit einem alkalischen Zusatz einsetzt.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein pulverförmiger Klebstoff, enthaltend:

a) 5,0 bis 98,9 Gew.-% eines redispergierbaren Polymerpulvers, das erhältlich ist durch radikalische Copolymerisation einer Mischung M, die mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und mindestens ein wasserlösliches, säuregruppenhal tiges Comonomer umfaßt, zu einem Polymerisat P mit einer Glasübergangstemperatur von ≦ 20°C, in Gegenwart mindestens eines Schutzkolloids sowie gegebenenfalls weiterer Zusatz stoffe,
b) 1 bis 94,9 Gew.-% mindestens eines Füllstoffs,
c) 0,1 bis 10 Gew.-% mindestens eines alkalischen Zusatzes,
d) 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines Emulgators,
e) 0 bis 30 Gew.-% gegebenenfalls weiterer Zusätze.

Komponente a)

Geeignete wäßrige Polymerisatdispersionen sind z. B. in der EP- A-0 536 597 beschrieben.

Die zur Herstellung der Polymerisate P verwendete Monomermischung M enthält 50 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 99 Gew.-%, insbe sondere bevorzugt 70 bis 95 Gew.-% mindestens eines radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren.

Geeignete Monomere sind C₂-C₆-Monoolefine, wie z. B. Ethylen, Vinylaromaten, wie z. B. Styrol, α-Methylstyrol, o-Chlorstyrol oder Vinyltoluol, Vinyl- und Vinylidenhalogenide, wie z. B. Vinyl chlorid und Vinylidenchlorid, Ester von Vinylalkohol und Nonocar bonsäuren mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-n-butyrat, Vinyllaurat, und Vinylstearat, Ester α,β-monoethylenisch ungesättigter Mono- und Dicarbonsäuren, mit Alkanolen mit bevorzugt 1 bis 12 Kohlenstoff atomen, besonders bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und insbe sondere 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Ester der Acrylsäure- und/oder Methacrylsäure mit Methanol, Ethanol, n-Propanol, Iso propanol, n-Butanol, Isobutanol oder 2-Ethylhexanol, Maleinsäure dimethylester oder Maleinsäuren-butylester, ethylenisch ungesät tigte Nitrile, wie z. B. Acrylnitril und Methacrylnitril sowie nicht aromatische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 Kohlenstoff atomen und mindestens zwei olefinischen Doppelbindungen, wie z. B. Butadien, Isopren und Chloropren.

Die Monomermischung M enthält weiterhin 0,1 bis 15 Gew.-%, bevor zugt 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 3 bis 5 Gew.-% min destens einer α,β-monoethylenisch ungesättigten Mono- und/oder Dicarbonsäure. Geeignete Säuren sind z. B. Acrylsäure, Methacryl säure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure und Crotonsäure sowie deren Mischungen.

Die Monomermischung M kann weiterhin gegebenenfalls 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt o bis 20 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,2 bis 10 Gew.-% weitere Monomere enthalten. Geeignete weitere Mono mere sind beispielsweise N-alkylierte Acrylamide und Methacryl amide, Vinylsulfonsäuren und ihre wasserlöslichen Salze, N-Vinyl pyrrolidon, vernetzende Monomere, die zusätzlich zu ihrer ethyle nisch ungesättigten Doppelbindung eine Epoxy-, Hydroxy-, N-Methy lol-, carbonylfunktion oder zwei nicht konjugierte ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen aufweisen. Beispiele für vernetzende Monomere sind Hydroxyalkylacrylate, Hydroxyalkylmethacrylate, N-hydroxyalkylierte Acrylamide und Methacrylamide, wie z. B. N-Methylolacrylamid und N-Methylolmethacrylamid, sowie Monomere mit mindestens zwei Vinylresten, mindestens zwei Vinylidenresten oder mindestens zwei Alkenylresten. Dazu zählen z. B. Alkylen glykoldiacrylate, Alkylenglykoldimethacrylate, wie z. B. Ethylen glykoldiacrylat, 1,3-Butylenglykoldiacrylat, 1,4-Butylenglykol diacrylat, Propylenglykoldiacrylat Divinylbenzol, Vinylmethacry lat, Vinylacrylat, Allylmethacrylat, Allylacrylat, Diallylmaleat, Diallylfumarat oder Methylbisacrylamid.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Mischung M radikalisch polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Monomere aus den vier folgenden Klassen in den vorgenannten bevorzugten Mengenverhältnissen:

- Klasse I
Ester der Acrylsäure und/oder der Methacrylsäure mit Alkano len mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und/oder Styrol;
- Klasse II
Styrol und/oder konjugierte Diene, bevorzugt 1,3-Butadien;
- Klasse III
Vinylhalogenide und/oder Vinylidenhalogenide, bevorzugt Vinylchlorid und/oder Vinylidenchlorid;
- Klasse IV
Vinylester und/oder aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 1 oder 2 Doppelbindungen und 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und/oder Ester der Acrylsäure und/oder der Methacrylsäure.

Besonders bevorzugt sind Mischungen M mit Monomeren der Klasse I.

Gemäß einer insbesonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Mischung M dann als ethylenisch ungesättigte Monomere Styrol, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Ethylhexylacrylat und Methylmeth acrylat oder deren Mischungen und als wasserlösliche säuregrup penhaltige Comonomere Acrylsäure, Methacrylsäure oder deren Mischungen.

Die Glasübergangstemperatur des Polymerisats P ist bevorzugt ≦ 0°C, besonders bevorzugt ≦ -10°C, insbesondere bevorzugt ≦ -20°C, und speziell ≦ -30°C. Die Glasübergangstemperatur des Polymeren kann nach der Methode der Differentialthermoanalyse (DTA) oder differential scanning calorimetry (DSC, wie in ASTM 3418/82 beschrieben) bestimmt werden.

Die Copolymerisation der vorbeschriebenen Mischung M zu einem Polymerisat P erfolgt in Gegenwart mindestens eines Schutz kolloids. Geeignete Schutzkolloide sind z. B. Polyvinylalkohole und teilverseifte Polyvinylacetate, Polyacrylate, Polyvinylpyrro lidon, Cellulose und Cellulosederivate, wie z. B. Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Stärke und Stärke derivate, wie z. B. Cyanalkyletherstärke, Hydroxyalkyletherstärke, Carboxymethylstärke etc. Eine ausführliche Beschreibung von Schutzkolloiden findet sich in Houben-Weyl, Methoden der Organi schen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme- Verlag, Stuttgart, 1961, S. 411-420.

Dabei werden bevorzugt Stärkeabbauprodukte mit einem gewichts mittleren Molekulargewicht von 2500 bis 25000 als schutzkolloide verwendet. Die Stärkeabbauprodukte sind aus Stärke erhältlich durch Hydrolyse in wäßriger Phase, oder durch thermischen Abbau (Röstdextrine). Durch Hydrolyse in wäßriger Phase erhältliche Stärkeabbauprodukte werden im Unterschied zu den Röstdextrinen üblicherweise als verzuckerte Stärken bezeichnet und sind im Han del erhältlich (z. B. die C*PUR Produkte 01906, 01908, 01910, 01912, 01915, 01921, 01924, 01932 oder 01934 der Cerestar Deutschland GmbH, Krefeld).

Derartige verzuckerte Stärken sind von den Röstdextrinen u. a. da durch chemisch verschieden, daß bei einem hydrolytischen Abbau in wäßrigem Medium (üblicherweise Suspensionen oder Lösungen), der in der Regel bei Feststoffgehalten von 10 bis 30 Gew.-%, sowie vorzugsweise säure- oder enzymkatalysiert vorgenommen wird, die Möglichkeit der Rekombination und Verzweigung im wesentlichen nicht gegeben ist, was sich z. B. auch in anderen Molekular gewichtsverteilungen äußert. So haben sich verzuckerte Stärken, die eine bimodale Molekulargewichtsverteilung aufweisen, erfin dungsgemäß als besonders vorteilhaft erwiesen.

Die Herstellung verzuckerter Stärken ist allgemein bekannt und u. a. in Günther Tegge, Stärke und Stärkederivate, Behr's Verlag, Hamburg 1984, S. 173 und S. 220 ff sowie in der EP-A 441 197 be schrieben. Vorzugsweise handelt es sich bei den erfindungsgemäß zu verwendenden verzuckerten Stärken um solche, deren gewichts mittleres Molekulargewicht M_w im Bereich von 4000 bis 16000, be sonders bevorzugt im Bereich von 6500 bis 13000 liegt.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Stärken sind normalerweise bei Raumtemperatur in Wasser vollständig löslich, wobei die Lös lichkeitsgrenze in der Regel oberhalb von 50 Gew.-% liegt, was sich für die Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Polymeri satdispersionen als besonders vorteilhaft erweist.

Bevorzugt werden verzuckerte Stärken mit einer Unheitlichkeit U (definiert als Verhältnis von gewichtsmittlerem Molekulargewicht M_w zu zahlenmittlerem Molekulargewicht M_w im Bereich von 6 bis 12 verwendet. Besonders bevorzugt beträgt U 7 bis 11 und insbeson dere 8 bis 10.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Gewichtsanteil der erfin dungsgemäß zu verwendenden verzuckerten Stärken, der ein Moleku largewicht unterhalb von 1000 aufweist, wenigstens 10 Gew.-%, je doch nicht mehr als 70 Gew.-% beträgt. Besonders bevorzugt liegt dieser Gewichtsanteil im Bereich von 20 bis 40 Gew.-%.

Es ist weiterhin vorteilhaft, verzuckerte Stärken zu verwenden, deren Dextroseequivalent DE 5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 und besonders bevorzugt 10 bis 20 beträgt. Der DE-Wert charakteri siert das Reduktionsvermögen bezogen auf das Reduktionsvermögen von wasserfreier Dextrose und wird nach DIN 10308 Ausgabe 5.71, des Normenausschusses Lebensmittel und landwirtschaftliche Produkte bestimmt (vgl. auch Günther Tegge, Stärke und Stärke derivate, Behr's Verlag, Hamburg 1984, S. 305).

Des weiteren werden für die erfindungsgemäßen Klebstoffe beson ders geeignete wäßrige Polymerisatdispersionen dann erhalten, wenn man verzuckerte Stärken verwendet, deren 40 gew.-%igen wäß rigen Lösungen bei 25°C und einem Schergefälle von 75 s^-1 eine nach DIN 53 019 bestimmte dynamische Viskosität η⁴⁰ [Pa.s] von 0,01 bis 0,06, vorzugsweise von 0,015 bis 0,04 und besonders be vorzugt von 0,02 bis 0,035 aufweisen.

Sofern nichts anderes erwähnt ist, beruhen die Angaben zum Mole kulargewicht der verzuckerten Stärken auf Bestimmungen mittels Gelpermeationschromatographie, wobei unter folgenden Bedingungen chromatographiert wurde:
Säulen: 3 Stück 7,5 × 600 mm Stahl gefüllt mit TSK-Gel G 2000 PW; G 3000 PW und G 4000 Pw. Porenw. 5 µm
Eluent: Wasser dest.
Temp.: RT (Raumtemperatur)
Detektion: Differentialfraktometer (z. B. ERC 7511)
Fluß: 0,8 ml/min. Pumpe: (z. B. ERC 64.00)
Injectv.: 20 µl Ventil: (z. B. VICI 6-Wege-Ventil)
Auswertung: Bruker Chromstar GPC-Software
Eichung: Die Eichung erfolgte im niedermolekularen Bereich mit Glucose, Raffinose, Maltose und Maltopentose. Für den höhermolekularen Bereich werden Pullulan-Standards mit einer Polydispersität < 1,2 verwendet.

Als Ausgangsstärken zur Herstellung der erfindungsgemäß zu ver wendenden verzuckerten Stärken sind prinzipiell alle nativen Stärken wie Getreidestärken (z. B. Mais, Weizen, Reis oder Hirse), Knollen- und Wurzelstärken (z. B. Kartoffeln, Tapiokawurzeln oder Arrowroot) oder Sagostärken geeignet.

Ein wesentlicher Vorzug der erfindungsgemäß zu verwendenden ver zuckerten Stärken ist, daß es abgesehen von der partiellen Hydro lyse der Ausgangsstärke zu ihrer Herstellung, keiner weiteren chemischen Modifizierung bedarf. Gewünschtenfalls können aber auch z. B. durch Veretherung oder Veresterung chemisch modifi zierte Stärken verwendet werden. Diese chemische Modifizierung kann auch bereits an der Ausgangsstärke vor deren Abbau durchge führt worden seid. Veresterungen sind sowohl mit anorganischen als auch mit organischen Säuren, deren Anhydriden oder Chloriden, möglich. Besonders geeignet sind phosphatierte und acetylierte abgebaute Stärken. Die übliche Methode zur Veretherung ist die Behandlung mit organischen Halogenverbindungen, Epoxiden oder Sulfaten in wäßriger alkalischer Lösung. Besonders geeignete Ether sind Alkylether, Hydroxyalkylether, Carboxyalkylether und Allylether. Ferner sind auch Umsetzungsprodukte mit 2,3-Epoxi propyltrimethylammoniumchlorid geeignet. Vorzugsweise werden che misch nicht modifizierte verzuckerte Stärken bei der Polymerisa tion der Mischung M verwendet. Die Mischung zur Herstellung des redispergierbaren Polymerpulvers a) enthält das Stärkeabbaupro dukt in einer Menge von 5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der polymerisierten Monomere.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden verzuckerten Stärken können sowohl als einzige Dispergiermittel als auch im Gemisch mit ande ren grenzflächenaktiven Substanzen als Zusatzstoffen angewendet werden.

Geeignete weitere grenzflächenaktive Zusatzstoffe sind die zuvor genannten üblicherweise bei der Emulsionspolymerisation als Dis pergiermittel eingesetzten Schutzkolloide und Emulgatoren, wie sie z. B. in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 411 bis 420 beschrieben sind. Als Dispergiermittel sind sowohl anionische, kationische als auch nichtionische Emulgatoren geeignet. Vorzugsweise werden Emulgatoren eingesetzt, deren rela tive Molekulargewichte im unterschied zu den Schutzkolloiden üblicherweise unter 2000 liegen. Werden Gemische grenzflächen aktiver Substanzen verwendet, so müssen die Einzelkomponenten miteinander verträglich sein. Vorzugsweise werden anionische und nicht ionische Emulgatoren als begleitende grenzflächenaktive Sub stanzen verwendet. Geeignete Emulgatoren sind in der EP- A-0 536 597 beschrieben.

Bevorzugt wird die Mischung M zur Herstellung der wäßrigen Poly merisatdispersionen nach dem Verfahren der radikalischen wäßrigen Emulsionspolymerisation in Anwesenheit der verzuckerten Stärken in üblicher Weise polymerisiert. Die Emulsionspolymerisationstem peratur betragt in der Regel 30 bis 95, vorzugsweise 75 bis 90°C. Das Polymerisationsmedium kann sowohl nur aus Wasser, als auch aus Mischungen aus Wasser und wassermischbaren Flüssigkeiten, wie Methanol, bestehen. Vorzugsweise wird nur Wasser verwendet. Die Emulsionspolymerisation kann sowohl als Batchprozeß als auch in Form eines Zulaufverfahrens, einschließlich Stufen- und Gradien tenfahrweise, durchgeführt werden. Bevorzugt ist das Zulaufver fahren, bei dem man einen Teil des Polymerisationsansatzes vor legt, auf die Polymerisationstemperatur erhitzt, anpolymerisiert und anschließend den Rest des Polymerisationsansatzes, üblicher weise über mehrere räumlich getrennte Zuläufe, von denen einer oder mehrere die Monomeren in reiner oder in emulgierter Form enthalten, kontinuierlich, stufenweise oder unter Überlagerung eines Konzentrationsgefälles unter Aufrechterhaltung der Polyme risation der Polymerisationszone zuführt. In anwendungstechnisch vorteilhafter Weise enthält die Vorlage und/oder der Monomeren zulauf geringe Mengen an Emulgatoren, bezogen auf die Gesamtmenge der zu polymerisierenden Monomeren in der Regel weniger als 0,5 Gew.-%, um die Oberflächenspannung des Dispergiermediums zu reduzieren und so das Einrühren zu erleichtern. Häufig werden die Monomeren daher in mit diesen Hilfsemulgatoren voremulgierter Weise der Polymerisationszone zugeführt. Aufgrund der hohen Lös lichkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden verzuckerten Stärken in Wasser, läßt sich das Zulaufverfahren dadurch besonders ein fach gestalten, daß man die Gesamtmenge der zu verwendenden ver zuckerten Stärke in einer wäßrigen Vorlage in gelöster Form vor legt; ein Vorgelatinisieren ist nicht erforderlich. Die bei der partiellen Hydrolyse der Ausgangsstärke anfallende wäßrige Lösung kann, nachdem die Hydrolyse gestoppt wurde, z. B. durch Neutrali sation der katalytisch wirkenden Säure und Abkühlen, unmittelbar für die wäßrige Emulsionspolymerisation weiterverwendet werden. Ein vorheriges Isolieren der verzuckerten Stärke, z. B. durch Sprühtrocknen, ist nicht erforderlich.

Als Polymerisationsinitiatoren können sämtliche unter den Polyme risationsbedingungen in Radikale zerfallende Verbindungen einge setzt werden, z. B. Peroxide, Hydroperoxide, Wasserstoffperoxid, Persulfate, Azoverbindungen und die sogenannten Redoxkatalysa toren. Bevorzugt ist der Einsatz von wasserlöslichen Initiatoren. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, Mischungen verschiedener Polymerisationsinitiatoren zu verwenden, z. B. Mischungen aus Wasserstoffperoxid und Natrium- oder Kaliumperoxodisulfat Mischungen aus Wasserstoffperoxid und Natriumperoxodisulfat kön nen in jedem beliebigen Verhältnis verwendet werden. Ebenfalls als Initiatoren geeignete organische Peroxide sind in der EP- A-0 536 597 beschrieben. Die genannten Polymerisationsinitiatoren werden in üblichen Mengen eingesetzt, z. B. in Mengen von 0,01 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf die zu polymeri sierenden Monomere.

Als Initiatoren kommen außerdem Redoxkatalysatoren in Betracht. Die Redoxkatalysatoren enthalten als oxidierende Komponente min destens eine der oben angegebenen Perverbindungen und als reduzierende Komponente beispielsweise Ascorbinsäure, Glukose, Sorbose, Ammonium- oder Alkalimetall-hydrogensulfit, -sulfit, -thiosulfat, -hyposulfit, -pyrosulfit oder -sulfid, Metallsalze, wie Eisen-II-ionen oder Silberionen oder Natriumhydroxymethyl sulfoxylat.

Bei den Redoxkatalysatoren ist es vorteilhaft, die verzuckerten Stärken als reduzierende Komponente zu verwenden. In der Regel beträgt die Menge der eingesetzten radikalischen Initiatorsy steme, bezogen auf die Gesamtmenge der zu polymerisierenden Mono meren 0,1 bis 2 Gew.-%. Besonders bevorzugt werden Ammonium- und/oder Alkalimetallperoxodisulfate für sich oder als Bestandteil kombinierter Systeme als Initiatoren eingesetzt. Besonders bevor zugt wird Natriumperoxodisulfat verwendet.

Das radikalische Initiatorsystem kann sowohl vollständig in das Polymerisationsgefäß vorgelegt, als auch nach Maßgabe seines Ver brauchs im Verlauf der radikalischen wäßrigen Emulsionspolymeri sation kontinuierlich oder stufenweise eingesetzt werden. Im ein zelnen hängt dies in bekannter Weise sowohl von der chemischen Natur des Initiatorsystems als auch von der Polymerisationstempe ratur ab. Vorzugsweise wird ein Teil vorgelegt und der Rest nach Maßgabe des Verbrauchs der Polymerisationszone zugeführt.

Die radikalische wäßrige Emulsionspolymerisation erfolgt in der Regel bei Normaldruck, sie kann aber auch unter erhöhtem oder re duziertem Druck erfolgen.

Gegebenenfalls kann die Monomermischung M in Gegenwart von übli chen Polymerisationsreglern, wie Mercaptanen, z. B. tert.-Dodecyl mercaptan, polymerisiert werden. Diese werden dann in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung M verwendet.

Die erfindungsgemäßen wäßrigen Polymerisatdispersionen werden in der Regel mit Gesamtfeststoffgehalten von 15 bis 70 Gew.-% herge stellt.

Zur Herstellung der erfindungsgemäß als Komponente a) verwendeten redispergierbaren Polymerpulver werden die zuvor beschriebenen wäßrigen Polymerisatdispersionen getrocknet. Die Trocknung kann in einer dem Fachmann bekannten Weise, wie z. B. Sprühtrocknung, Walzentrocknung oder Saugfiltertrocknung erfolgen. Bevorzugt ist die Sprühtrocknung.

Die Dispersionen können sowohl unverdünnt als auch mit Wasser verdünnt sprühgetrocknet werden, wobei der Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion zur Sprühtrocknung (gemessen nach DIN 53 189) bevorzugt 25 bis 60%, insbesondere bevorzugt 40 bis 50% beträgt.

Vorzugsweise liegt der pH-Wert der Dispersionen zur Sprühtrock nung im neutralen oder sauren Bereich, z. B. bei Werten von 1 bis 7, bevorzugt 2 bis 6, insbesondere bevorzugt 3 bis 6. Gewünsch tenfalls kann der pH-Wert der Dispersionen vor der Sprühtrocknung durch Säuren oder Basen, wie z. B. Alkalihydroxide, Alkalicarbo nate, Alkaliphosphate, Alkaliacetate, Ammoniak, HCl, etc. einge stellt werden. Es wurde gefunden, daß sich die wäßrigen Polymeri satdispersionen nicht zu blockfesten Pulvern sprühtrocknen las sen, wenn alkalische Zusätze (Komponente c)) schon vor der Sprüh trocknung den wäßrigen Dispersionen zugesetzt werden.

Vorteilhafterweise ist eine Verwendung von Sprühhilfsmitteln zur Herstellung der Komponente a) nicht erforderlich, insbesondere dann, wenn der Gehalt der wäßrigen Polymerisatdispersionen an den vorgenannten verzuckerten Stärken, bezogen auf die Gesamtmenge der polymerisierten Monomere, oberhalb von 10 Gew.-% liegt. Gewünschtenfalls können jedoch auch bekannte Sprühhilfsmittel verwendet werden. Geeignete Sprühhilfsmittel sind z. B. Polyvinyl alkohole, Polyvinylpyrrolidone, Ligninsulfonate, wasserlösliche Kondensationsprodukte aus Melamin und Formaldehyd, Kondensations produkte aus Naphthalinsulfonsäure oder Phenolsulfonsäure und Formaldehyd, Polyacrylsäure, Polyacrylamide, feinteilige Silikate oder deren Gemische.

Verfahren zur Sprühtrocknung von Polymerisatdispersionen sind dem Fachmann bekannt. Allgemein wird bei einer Sprühtrocknung so vor gegangen, daß eine wäßrige Polymerisatdispersion in einem Warm luftstrom mittels Ein- oder Mehrstoffdüsen oder über eine rotie rende Scheibe versprüht werden. Die Abscheidung der Polymerisat pulver erfolgt normalerweise unter Verwendung von Zyklonen oder Filterabscheidern. Die versprühte wäßrige Polymerisatdispersion und der Warmluftstrom werden vorzugsweise parallel geführt.

Komponente b)

Die erfindungsgemäßen pulverförmigen Klebstoffe enthalten minde stens einen Füllstoff b) in einer Menge von 1 bis 90 Gew.-%. Ge eignete Füllstoffe sind z. B. Kreide, Calcit, Dolomit, Quarzmehl, Titandioxid, Aluminiumsilikat, Talkum, Glimmer, Kieselgur, Gips, Magnesit, Schiefermehl, Bariumsulfat, harte Polymerisate oder de ren Mischungen. Bevorzugt werden feingemahlene, oberflächenaktive oder gefällte Kreiden mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2 bis 50 µm, Quarzmehl mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3 bis 50 µm sowie die in der EP-B-494 219 beschriebenen harten Polymerisate.

Die Komponente b) ist in dem pulverförmigen Klebstoff vorzugs weise in einer Menge von 40 bis 70 Gew.-% enthalten.

Komponente c)

Die erfindungsgemäßen pulverförmigen Klebstoffe enthalten weiter hin mindestens einen alkalischen Zusatz c). Geeignete alkalische Zusätze c) sind beispielsweise Alkalihydroxide, wie z. B. NaOH, KOH, Erdalkalihydroxide, wie z. B. Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂, Erdalkalioxide, wie z. B. MgO und CaO, Alkalicarbonate, wie z. B. Na₂CO₂ und K₂CO₃, Alkalihydrogencarbonate, wie z. B. NaHCO₃ und KHCO₃ sowie Silikate, insbesondere Wasserglas.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Komponente c) den aus den erfindungsgemäßen pulverförmigen Klebstoffen durch Anrühren mit Wasser hergestellten wäßrigen Formulierungen eine sehr gute Klebewirkung verleiht. Die pulverförmigen Klebstoffe enthalten die Komponente c) in einer Menge, daß nach dem Anrühren mit Was ser der pH-Wert der Formulierungen < 6, bevorzugt < 7, insbeson dere bevorzugt < 8 ist. Diese Menge beträgt im allgemeinen 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 6 Gew.-%.

Komponente d)

Die erfindungsgemäßen pulverförmigen Klebstoffe können bis zu 10 Gew.-% eines Emulgators d), vorzugsweise in Pulverform, ent halten. Geeignete Emulgatoren sind die üblichen Netz- und Disper giermittel, wie z. B. Alkalisalze von längerkettigen Fettsäuren, Alkylsulfate, Alkylsulfonate, alkylierte Arylsulfonate, alkoxy lierte, insbesondere ethoxylierte und propoxylierte Fettalkohole, Ligninsulfonate, Phenolsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensate, Naph thalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensate, etc.

Bevorzugt werden ethoxylierte nichtionische Tenside der Emulan^®-Marken der BASF AG verwendet.

Komponente e)

Geeignete weitere Zusätze der erfindungsgemäßen Klebstoffe sind z. B. Stärke und die vorgenannten Stärkederivate, Cellulose und die vorgenannten Cellulosederivate sowie die ebenfalls zuvor be schriebenen Sprühhilfsmittel. Sie können in einer Menge bis zu 30 Gew.-% enthalten sein. Des weiteren geeignete Zusätze sind Verdicker, wie z. B. Homo- und Copolymerisate auf Basis von Poly acrylsäuresalzen und von Polyvinylpyrrolidon, wie z. B. die Colla cral^®-Marke der BASF sowie Vinylpyrrolidon-Vinylacetat-Copolymere wie z. B. die Luviskol^®-Marken der BASF. Weiterhin geeignete Ver dicker sind z. B. in wäßrigen Alkalien lösliche Polyacrylate, wie z. B. die Latekol^®-Marken der BASF.

Weiterhin geeignete Zusätze e) sind z. B. Konservierungsmittel, Entschäumer, Farbstoffe, Pigmente, Pigmentverteiler, z. B. Pig mentverteiler N auf Polyacrylat-Basis der BASF AG, etc. Die er findungsgemäßen Klebstoffe können einen oder mehrere der vorge nannten Zusätze in einer Gesamtmenge von bis zu 30 Gew.-% enthal ten.

Die erfindungsgemäßen pulverförmigen Klebstoffe werden in einem zweistufigen Verfahren hergestellt, wobei man in einer ersten Stufe A) eine wäßrige Polymerdispersion trocknet, vorzugsweise durch Sprühtrocknen, wie bereits oben bei Komponente a) beschrie ben.

Das in der ersten Verfahrensstufe A) erhaltene redispergierbare Polymerpulver a) wird anschließend in einer zweiten Verfahrens stufe B) mit den vorbeschriebenen Komponenten b), c) und gegebe nenfalls d) und/oder e) gemischt, wobei übliche Mischvorrichtun gen verwendet werden.

Die erhaltenen pulverförmigen Klebstoffe sind aufgrund der in ih nen enthaltenen redispergierbaren Polymerpulver a) leicht zu ei ner wäßrigen Klebstofformulierung anrührbar. Die Klebstoffe sind ebenso wie die Komponente a) blockfest, wobei vorteilhafterweise auch nach längerer Lagerung kein Verbackungen der Pulver auf tre ten. Ebenfalls vorteilhaft wird die Blockfestigkeit im allgemei nen ohne den Zusatz von Antiblockmitteln erreicht. Überraschen derweise werden blockfeste Klebstoffpulver nur dann erhalten, wenn die Sprühtrocknung im sauren bis neutralen pH-Bereich, vor zugsweise im sauren pH-Bereich erfolgt.

Zur Herstellung einer wäßrigen Klebstofformulierung wird der er findungsgemäße pulverförmige Klebstoff unter Rühren mit Wasser gemischt. Der Feststoffgehalt der wäßrigen Klebstofformulierungen liegt bei 40 bis 99 Gew.-%, bevorzugt bei 40 bis 95 Gew.-% und insbesondere bevorzugt bei 50 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Formulierung.

Überraschenderweise ergeben nur pulverförmige Klebstoffe mit alkalischen Zusätzen c) wäßrige Klebstofformulierungen mit einer guten Klebewirkung.

Des weiteren ist überraschend, daß die erfindungsgemäßen wäßrigen Klebstofformulierungen bei der Anwendung als Klebstoff für Tep pichböden Verklebungen bilden, die schamponierfest sind, obwohl der zugrundeliegende pulverförmige Klebstoffgut redispergierbar ist und hohe Mengen wasserlöslicher Komponenten, wie z. B. abge baute Stärken, enthält.

Die wäßrigen Klebstofformulierungen eignen sich besonders als Klebstoffe zum Verkleben von Substraten aus Kunststoff, Holz, Keramik, Metall, sowie von Textilien aus gewebten oder ungewebten Fasern.

Insbesondere eignen sich die wäßrigen Formulierungen als Fußbo denkleber für Bodenbeläge, wie z. B. Beläge aus Polyvinylchlorid (PVC), in Ausführungen als Ein- oder Mehrschichtbeläge, Schaum stoffbeläge mit Textilunterseite, z. B. aus Jute, für Polyester vliese, Gummibeläge, Textilbeläge mit unterschiedlicher Rücken ausstattung, wie z. B. Polyurethanschaum, Styrolbutadienschaum, textiler Zweitrücken sowie als Kleber für Nadelvliesbodenbeläge, Polyolefinbeläge oder Linoleumbeläge auf Untergründen wie Holz, Estrich, Beton, keramischen Fliesen, Metalluntergründen oder ähn lichem.

Der Kleber kann auf übliche Weise z. B. mit einer Scherrakel auf den Untergrund aufgetragen werden. Nach dem üblichen Ablüften wird der Bodenbelag eingelegt. Die erfindungsgemäße Klebstoffor mulierung weist gute anwendungstechnische Eigenschaften, wie Naß anzugsvermögen und Trockenanfaßvermögen auf.

Die Erfindung wird anhand der folgenden nicht einschränkenden Beispiele erläutert.

Beispiele a) Herstellung der Dispersionen Beispiel 1 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 424,15 g Wasser und 140 g Maltodextrin C*PUR 01915 (durch Hydrolyse in wäßriger Phase erhältliches Stärkeab bauprodukt der Fa. Cerestar Deutschland GmbH mit einer bimodalen Molekulargewichtsverteilung, einem gewichtsmittleren Molekularge wicht M_w von 6680 bis 8350, einer Uneinheitlichkeit U (M_w/M_n) von 6,8 bis 8,4, einem Molekulargewicht unterhalb von 1000 von 32,9 bis 34,7 Gew.-%, einem Dextroseäquivalent DE von 17 bis 19 und einer dynamischen Viskosität einer 40%igen wäßrigen Lösung η⁴⁰ von 0,021 Pa.s) wird auf 85°C erhitzt und mit 10 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C an polymerisiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zuläufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 4,67 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 1,4 g Ascorbinsäure und 0,35 g Eisen(II)sulfat in 5 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert. Der Ansatz wird schließlich mit 10%iger Natronlauge auf pH 4,5 eingestellt.
Zulauf 1: 300 g Wasser
23,33 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
1,4 g t-Dodecylmercaptan
35 g Methacrylsäure
665 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 100 g Wasser
4,2 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 49,6 Gew.-%

Beispiel 2 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 464,5 g Wasser und 200 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 10 Gew.-% von Zulauf 1, 10 Gew.-% von Zulauf 2 und 20 Gew.-% von Zulauf 3 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolymerisiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zuläufe 1, 2 und 3 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1 und 2) und 3 Stunden (Zulauf 3). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 6,67 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2 g Ascorbinsäure und 0,5 g Ei sen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert. Der Ansatz wird schließlich mit 10%iger Natronlauge auf pH 4,5 eingestellt.
Zulauf 1: 430 g Wasser
33,33 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
2 g t-Dodecylmercaptan
950 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 140 g Wasser
50 g Methacrylsäure
Zulauf 3: 140 g Wasser
6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 49,7 Gew.-%

Beispiel 3 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 464,5 g Wasser und 200 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 10 Gew.-% von Zulauf 1, 10 Gew.-% von Zulauf 2 und 20 Gew.-% von Zulauf 3 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolymerisiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zuläufe 1, 2 und 3 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1 und 2) und 3 Stunden (Zulauf 3). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert.

Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 6,67 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2 g Ascorbinsäure und 0,5 g Ei sen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert. Der Ansatz wird schließlich mit 10%iger Natronlauge auf pH 4,5 eingestellt.
Zulauf 1: 430 g Wasser
33,33 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
2 g t-Dodecylmercaptan
970 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 140 g Wasser
30 g Methacrylsäure
Zulauf 3: 140 g Wasser
6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 49,7 Gew.-%

Beispiel 4 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 464,5 g Wasser und 200 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 10 Gew.-% von Zulauf 1, 10 Gew.-% von Zulauf 2 und 20 Gew.-% von Zulauf 3 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolymerisiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zuläufe 1, 2 und 3 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1 und 2) und 3 Stunden (Zulauf 3). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. An schließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 6,67 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2 g Ascorbinsäure und 0,5 g Ei sen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert. Der Ansatz wird schließlich mit 10%iger Natronlauge auf pH 4,5 eingestellt.
Zulauf 1: 430 g Wasser
33,33 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
2 g t-Dodecylmercaptan
990 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 140 g Wasser
10 g Methacrylsäure
Zulauf 3: 140 g Wasser
6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 49,7 Gew.-%

Beispiel 5 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 544,05 g Wasser und 220 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 5 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolyme risiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zu läufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert.
Zulauf 1: 540 g Wasser
36,7 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
3,3 g t-Dodecylmercaptan
55 g Methacrylsäure
110 g Ethylacrylat
935 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 250 g Wasser
6,6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 50,0 Gew.-%

Beispiel 6 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 544,05 g Wasser und 220 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 5 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolyme risiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zu läufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert.
Zulauf 1: 500 g Wasser
36,67 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
3,3 g t-Dodecylmercaptan
33 g Methacrylsäure
110 g Ethylacrylat
957 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 250 g Wasser
6,6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 49,8 Gew.-%

Beispiel 7 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 544,05 g Wasser und 220 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 5 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolyme risiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zu läufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert.
Zulauf 1: 500 g Wasser
36,67 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
3,3 g t-Dodecylmercaptan
11 g Methacrylsäure
110 g Ethylacrylat
979 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 250 g Wasser
6,6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 50,0 Gew.-%

Beispiel 8 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 434,05 g Wasser und 110 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 10 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolymeri siert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zu läufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert. Der Ansatz wird schließlich mit 10%iger Natronlauge auf pH 4,5 eingestellt.
Zulauf 1: 500 g Wasser
36,67 g Natriumlaurylsulfat (15%ig in Wasser)
3,3 g t-Dodecylmercaptan
55 g Methacrylsäure
1045 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 250 g Wasser
6,6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 50,6 Gew.-%

Beispiel 9 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 544,05 g Wasser und 220 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 5 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolyme risiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zu läufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert.
Zulauf 1: 500 g Wasser
36,67 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
3,3 g t-Dodecylmercaptan
55 g Methacrylsäure
110 g Etylhexylacrylat
935 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 250 g Wasser
6,6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach 3 DIN 53 189): ca. 49,9 Gew.-%

Beispiel 10 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 549,45 g Wasser und 220 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 5 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zu-lauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolyme risiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zu läufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffperoxid (30%ig) 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert.
Zulauf 1: 350 g Wasser
36,67 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
2,2 g t-Dodecylmercaptan
55 g Methacrylsäure
110 g Ethylacrylat
935 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 150 Wasser
6,6 Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 55,0 Gew.-%

Beispiel 11 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 446,53 g Wasser und 220 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 5 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolyme risiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zu läufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert.
Zulauf 1: 300 g Wasser
36,67 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
2,2 g t-Dodecylmercaptan
55 g Methacrylsäure
110 g Ethylacrylat
935 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 100 g Wasser
6,6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 60,0 Gew.-%

Beispiel 12 (erfindungsgemäß)

Ein Gemisch aus 227,66 g Wasser und 220 g Maltodextrin C*PUR 01915 wird auf 85°C erhitzt und mit 5 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolyme risiert und anschließend mit der Dosierung der Restmengen der Zu läufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinuierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Danach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffperoxid (30%ig), 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert.
Zulauf 1: 200 g Wasser
36,67 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
242 g t-Dodecylmercaptan
55 g Methacrylsäure
110 g Ethylacrylat
935 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 100 g Wasser
6,6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 70,0 Gew.-%

Vergleichsbeispiel 1 (ohne Zusatz eines Stärkeabbauprodukts)

Es werden 297,28 g Wasser auf 85°C erhitzt und mit 10 Gew.-% von Zulauf 1 und 20 Gew.-% von Zulauf 2 versetzt. Es wird 15 min bei 85°C anpolymerisiert und anschließend mit der Dosierung der Rest mengen der Zuläufe 1 und 2 begonnen. Die Zugabe erfolgt kontinu ierlich über 2,5 Stunden (Zulauf 1) und 3 Stunden (Zulauf 2). Da nach wird 1 Stunde bei 85°C nachpolymerisiert. Anschließend wird der Ansatz durch Zugabe einer Lösung von 7,33 g Wasserstoffper oxid (30%ig), 2,2 g Ascorbinsäure und 0,55 g Eisen(II)sulfat in 10 g Wasser über einen Zeitraum von 60 min chemisch desodoriert. Der Ansatz wird schließlich mit 10%iger Natronlauge auf pH 4,5 eingestellt.
Zulauf 1: 500 g Wasser
73,33 g Dodecylbenzolsulfonat (15%ig in Wasser)
2,2 g t-Dodecylmercaptan
55 g Methacrylsäure
1045 g n-Butylacrylat
Zulauf 2: 250 g Wasser
56,6 g Natriumperoxodisulfat
Feststoffgehalt der wäßrigen Polymerdispersion (gemessen nach DIN 53 189): ca. 50,0 Gew.-%.

b) Herstellung der Dispersionspulver durch Sprühtrocknung

Die Sprühtrocknung erfolgt in einer Anlage in Gleichstromfahr weise. Die Zerstäubung erfolgt mittels Zweistoffdüse, die Pulver abscheidung (Wertproduktgewinnung) erfolgt durch Zyklonabschei dung. Alternativ kann man durch Zerstäubung mit einem Zentrifu galzerstäuber (Scheibenzerstäubung) und Pulverabscheidung mit Filterelementen trocknen.

Dispersionspulver 1 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung der unverdünnten wäßrigen Polymerdispersion aus Beispiel 1.

Dispersionspulver 2 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung von Beispiel 2.

Dispersionspulver 3 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung von Beispiel 3.

Dispersionspulver 4 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung von Beispiel 4.

Dispersionspulver 5 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung von Beispiel 5.

Dispersionspulver 6 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung von Beispiel 6
Dispersionspulver 7 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung von Beispiel 7.

Dispersionspulver 8 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung von Beispiel 8.

Dispersionspulver 9 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung von Beispiel 9.

Dispersionspulver 10 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung der mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 40% verdünnten wäßrigen Polymerdispersion aus Beispiel 10.

Dispersionspulver 11 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung der mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 40% verdünnten wäßrigen Polymerdispersion aus Beispiel 11.

Dispersionspulver 12 (erfindungsgemäß)
Sprühtrocknung der mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 40% verdünnten wäßrigen Polymerdispersion aus Beispiel 12.

Vergleichsdispersionspulver 1

1,7 l der wäßrigen Polymerdispersion aus Vergleichsbeispiel 1 werden mit einer Lösung von Maltodextrin 01915 (140 g) in Wasser (140 g) versetzt. Die Sprühtrocknung erfolgt wie oben beschrie ben.

Vergleichsdispersionspulver 2

Die wäßrige Polymerdispersion aus dem erfindungsgemäßen Bei spiel 1 wird mit 10%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 8 ein gestellt. Die Sprühtrocknung erfolgt wie oben beschrieben.

Aus der Tabelle 2 zur Sprühtrocknung kann man entnehmen, daß die Dispersionspulver 1 bis 12 unter den gewählten Sprühtrocknungs bedingungen problemlos herstellbar sind. Der Versuch mit dem Ver gleichsdispersionspulver 1 belegt, daß die Sprühtrocknung nicht ausreichend durchführbar ist, wenn das Schutzkolloid C*PUR 01915 nach der Dispersionsherstellung zugemischt wird. Notwendig ist eine Polymerisation der Dispersion in Gegenwart der Maltodextrin moleküle, wie in den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 12 durch geführt. Der Versuch, die Dispersion aus Beispiel 1 sprühzutrock nen nachdem der pH-Wert auf 8 angehoben wurde, mißlingt wie Ver gleichsdispersionspulver 2 belegt. Es ist notwendig, die Sprüh trocknung von stärkehaltigen Dispersionen im sauren pH-Bereich durchzuführen.

c) Anwendungstechnische Eigenschaften

Die Dispersionspulver 1 bis 12 werden mit erfindungsgemäßen Zu sätzen durch kräftiges Schütteln von Hand zu pulverförmigen Kleb stoffen formuliert und anschließend mit einem Rührer zu einer wäßrigen Klebstofformulierung gemischt. Tabelle 3 gibt die Zusam mensetzungen der Klebstofformulierungen wieder.

- Naßanzugsvermögen (Tabelle 4)
Der Klebstoff wird mit einer 2 mm Rakel auf eine Zementfaser platte (Eterflex^® 2000) (20 × 50 cm) in Abzugsrichtung aufgetra gen. Die Auftragsmenge beträgt 350 g/m² bis 450 g/m². Nach einer Ablüftzeit von 10 min werden Nadelvliesbodenbeläge (NBB-Streifen) in das Kleberbett gelegt und mit einer 2,5 kg schweren Walze durch 3-mal Hin- und Herrollen angepreßt. Nach den angegebenen Zeiten werden die Beläge mit einem Abzugsgerät (Abzugsgeschwin digkeit 725 mm/min) abgezogen und dabei die Zunahme des Abschäl widerstandes in N/5 cm angegeben. Als Vergleichsklebstoff diente ein handelsüblicher Teppichklebstoff auf Dispersionsbasis.

Die Klebstofformulierungen A bis D zeigen beispielhaft den Ein fluß des pH-Wertes auf das Naßanzugsvermögen. Es wurde festge stellt, daß das im sauren pH-Wertbereich sprühgetrocknete Disper sionspulver in der Klebstofformulierung erst dann eine Klebkraft entwickelt, wenn durch Zusatz von Natriumcarbonat der pH-Wert in den alkalischen Bereich angehoben wird (B, C und D). Im sauren pH-Wertbereich (A) ist fast keine Klebkraft feststellbar.

Die Klebstofformulierungen E, F und G bzw. H, J und K belegen beispielhaft, daß für den Aufbau einer Klebkraft säuregruppenhal tige Comonomere im Polymerisat notwendig sind. Enthalten die Dis persionspulver z. B. keine Methacrylsäure, so wird kein Aufbau der Klebkraft festgestellt (Werte nicht gezeigt). Besonders gute Klebewerte werden beim Einbau von 5 Gew.-% Meth acrylsäure erreicht (Klebstofformulierung E, H und L bis P).

Ein Vergleich mit einem handelsüblichen Fußbodenklebstoff (. . . auf Dispersionsbasis und nicht auf Dispersionspulverbasis) zeigt, daß im allgemeinen die erfindungsgemäßen Dispersionspulver in ei ner Klebstofformulierung beim Naßanzugsvermögen in der gleichen Größenordnung liegen wie ein handelsüblicher Kleber auf Disper sionsbasis.

- Trockenanfaßvermögen
Substrate sowie Klebstoff werden 24 h bei Normklima (23°C/50% rel. Feuchte) konditioniert. Der Klebstoff wird mit einer genormten Scherrakel (1 mm) in Längsrichtung auf den Belag Eterflex^® 2000 (500 × 200 × 7,5 mm) aufgetragen. Ein Bodenbelag aus Polyvinyl chlorid (Pegulan^® B 1 Testbelag (250 × 50 mm) wird nach den Ab lüftezeiten gemäß Tabelle 5 in das Kleberbett eingelegt und mit einer 2,5 kg Walze durch 3-mal Hin- und Herrollen angepreßt. Die Prüfung erfolgt durch Abschälen im Abzugsgerät mit 725 mm/Minute sofort nach dem Verkleben. Zur Auswertung wird der Mittelwert aus zwei Prüfkörpern in N/5 cm gebildet. Die Ergebnisse sind in Ta belle 5 wiedergegeben.

Trockenanfaßvermögen: Eternit/PVC

Die Tabelle 5 zeigt beispielhaft den Vergleich einer erfindungs gemäßen Klebstofformulierung O mit den Marktklebern. Wie beim Naßanzugsvermögen liegt auch beim Trockenanfaßvermögen die Kleb stofformulierung O in der gleichen Größenordnung wie die Markt kleber.

- Schamponierfestigkeit (DIN 16860):
Mit einer 2 mm Rakel werden 350 g/m² bis 450 g/m² Klebstofformu lierung auf eine Zementfaserplatte (Eterflex^® 2000/(20 × 50 cm) aufgetragen und nach einer Ablüftzeit von 10 Minuten NBB-Streifen in das Klebebett gelegt und angepreßt. Nach 14 Tagen Lagerung der Teppichverklebung bei Raumtemperatur wird die Eterflex/NBB-Ver klebung mit einem in eine Tensidlösung (K8) getränkten Haushalts schwamm durch kräftiges Reiben shampooniert. Nach einer Verweil zeit von 10 min wird die Verklebung mit klarem Wasser nachgerei nigt und mit einem trockenen Tuch abgetrocknet. Danach wird am Abzugsgerät die Verklebungskraft geprüft. Die Meßwerte werden in N/5 cm angegeben und sind in Tabelle 6 wiedergegeben.

Schamponierfestigkeit

Die Tabelle 6 zeigt, daß eine Klebstofformulierung auf der Basis der erfindungsgemäßen Dispersionspulver eine gute Schamponier festigkeit aufweist, wobei nach längerem Trocknen die Klebewerte vor der Schamponierung wieder erreicht werden. Die gute Schampo nierfestigkeit ist überraschend, da durch die Verwendung von Stärkemolekülen in dem benötigtem Gewichtsanteil eine erhöhte Wasseraufnahme und damit eine schlechte Schamponierfestigkeit er wartet werden konnte.

Claims

1. Pulverförmiger Klebstoff, enthaltend:

a) 5,0 bis 98,9 Gew.-% eines redispergierbaren Polymerpul vers, das erhältlich ist durch radikalische Copolymerisa tion einer Mischung M, die mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer und mindestens ein wasserlösliches, säuregruppenhaltiges Comonomer umfaßt, zu einem Polymeri sat P mit einer Glasübergangstemperatur ≦ 20°C, in Gegenwart mindestens eines Schutzkolloids sowie gegebe nenfalls weiterer Zusatzstoffe,
b) 1 bis 94,9 Gew.-% mindestens eines Füllstoffs,
c) 0,1 bis 10 Gew.-% mindestens eines alkalischen Zusatzes,
d) 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines Emulgators,
e) 0 bis 30 Gew.-% weiterer Zusätze.

2. Klebstoff nach Anspruch 1, enthaltend:
15 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 60 Gew.-% des redisper gierbaren Polymerpulvers a) und
30 bis 85 Gew.-% des Füllstoffes b).

3. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Mischung M 50 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 99 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 70 bis 95 Gew.-% mindestens eines radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomers und 0,1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 3 bis 5 Gew.-% mindestens eines was serlöslichen, säuregruppenhaltigen Comonomers enthält.

4. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das ethyle nisch ungesättigte Monomer ausgewählt ist unter Monoolefinen, Vinylaromaten, Vinylhalogeniden, Vinylidenhalogeniden, Estern von Vinylalkoholen mit Monocarbonsäuren, Estern α,β-ungesät tigter Mono- und Dicarbonsäuren, α,β-ethylenisch ungesättig ten Nitrilen, nicht aromatischen Kohlenwasserstoffen mit min destens zwei olefinischen Doppelbindungen und/oder deren Mischungen.

5. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Mischung M als Comonomer mindestens eine α,β-monoethylenisch ungesättigte Mono- und/oder Dicarbonsäure, ausgewählt unter Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itacon säure und/oder Crotonsäure, enthält.

6. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das ethyle nisch ungesätigte Monomer der Mischung M ausgewählt ist unter Styrol, α-Methylstyrol, o-Chlorstyrol, Vinyltoluolen, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Methanol, Ethanol, n-Propanol, Iso propanol, n-Butanol, Isobutanol und 2-Ethylhexanol, Vinylace tat, Ethylen, 1,3-Butadien, Isopren und deren Mischungen, bevorzugt unter Styrol, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Butylacrylat und deren Mischungen.

7. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die α,β-monoethylenisch ungesättigte Mono- und/oder Dicarbonsäure der Mischung M Acrylsäure, Methacrylsäure oder eine Mischung davon ist.

8. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Mi schung M in Gegenwart eines Stärkeabbauprodukts als Schutz kolloid polymerisiert wird.

9. Klebstoff nach Anspruch 8, wobei die Mischung M in Gegenwart von 5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 Gew.-% mindestens eines Stärkeabbaupro duktes, bezogen auf die Menge an polymerisierten Monomeren, polymerisiert wird.

10. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Glas übergangstemperatur des Polymerisats P ≦ 0°C, bevorzugt ≦ -10°C, insbesondere bevorzugt ≦ -20°C, speziell ≦ -30°C beträgt.

11. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Füll stoff b) ausgewählt ist unter Kreide, Calcit, Dolomit, Quarz mehl, Titandioxid, Aluminiumsilikat, Talkum, Glimmer, Kiesel gur, Gips, Magnesit, Schiefermehl, Bariumsulfat, harten Poly merisaten oder deren Mischungen.

12. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der alka lische Zusatz c) ausgewählt ist unter Alkalihydroxiden, Erd alkalihydroxiden, Erdalkalioxiden, Alkalicarbonaten, Alkali hydrogencarbonaten, Silikaten und deren Mischungen.

13. Verwendung der pulverförmigen Klebstoffe nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in wäßrigen Klebstofformulierungen.

14. Verwendung nach Anspruch 13, wobei der Feststoffgehalt der wäßrigen Formulierungen 40 bis 99 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 95 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 50 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung beträgt.

15. Verwendung nach einem der Ansprüche 13 oder 14 als Fußboden klebstoff, Teppichbodenklebstoff, Fliesenkleber, Tapetenkleb stoff oder Klebstoff für Textilien, Kunststoff, Holz und Metall.

16. Wäßrige Klebstofformulierung, erhältlich durch Mischen wenig stens eines pulverförmigen Klebstoffs nach einem der Ansprü che 1 bis 12 mit Wasser.

17. Wäßrige Klebstofformulierung nach Anspruch 16 mit einem pH-Wert größer als 6, bevorzugt größer als 7, insbesondere bevorzugt größer als 8.