DE2445813A1 - Water dispersible powder - contg. aromatic sulphonate formaldehyde condensate useful as cement and concrete additives - Google Patents

Water dispersible powder - contg. aromatic sulphonate formaldehyde condensate useful as cement and concrete additives

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Abstract

Powdered polymers which can be redispersed in water, contain 1-20 wt.% of at least one water soluble condensn. prod. contg. sulphonic acid- or sulphonate gps. made from a mono- or polynuclear aromatic hydrocarbon and formaldehyde. The polymer may also contain 5-50 wt.% known additives such as polyvinyl alcohol, cellulose derivs., casein, kaolin, chalk, silicates and silica. The powdered polymers which can be treated include polyvinyl acetate, polyvinylpropionate, PVC, polyvinylidenechloride, polyvinyl laurate or copolymers of these with ethylene or polyacrylates. The treatment does not cause deterioration in properties of the treated polymers; relatively small amts. of the sulphonate condensation prod. are required; prevents clumping of the powder during production and increases the storage stability of the prod. Process is esp. useful in the prodn. of additives to hydraulic cements, concrete, plaster, etc.

Description

Redispergierbares Kunststoffpulver und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft redispergierbare Kunststoffpulver und ein Verfahren zu ihrer Herstellung durch Verdüsen ihrer Dispersion in einem Heißluftstrom.Redispersible plastic powder and process for its manufacture The invention relates to redispersible plastic powders and a method for their Manufactured by atomizing their dispersion in a stream of hot air.

Die bisher bekannten Maßnahmen zur Verhinderung des Zusammenbackens von Kunststoffdispersionspulvern relativ niedriger Erweichungstemperatur durch Zusatz von Schutzkolloiden zu deren wässrigen Dispersion verschlechterten in unerwünschter Weise gewisse Eigenschaften dieser Produkte. Der ebenfalls bekannte und häufig mit gutem Erfolg praktizierte Zusatz von inerten Stoffen zu den Dispersionen vor der Trocknung führt bei Kunststoffpulvern nur dann zum Erfolg, wenn diese Stoffe in relativ großen Mengen zugesetzt werden. Hierdurch werden aber die Eigenschaften der Kunststoffpulver dahingehend verändert bzw. abgeschwächt, daß z.B. unverhältnismäßig hohe Kunststoffmengen nötig sind, um die gewünschten Effekte zu erreichen. Der bei bestimmten Anwendungsbereichen durch den Kunststoffzusatz erzielbare Vorteil steht dann nicht mehr in einem annehmbaren Verhältnis zum erforderlichen Aufwand.The previously known measures to prevent caking plastic dispersion powders have a relatively low softening temperature due to the addition from protective colloids to their aqueous dispersion deteriorated in an undesirable manner Way certain properties of these products. The well-known and often with The addition of inert substances to the dispersions practiced with good success In the case of plastic powders, drying is only successful if these substances are in relatively large amounts are added. But this increases the properties the plastic powder is changed or weakened in such a way that, for example, disproportionately height Amounts of plastic are necessary to achieve the desired effects reach. The one that can be achieved with the addition of plastic in certain areas of application The advantage is then no longer in an acceptable proportion to the required Expenditure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden und ein Kunststoffpulver herzustellen, dessen Eigenschaften durch den Trocknungsvorgang der als Ausgangsprodukt vorliegenden Dispersionen auf wässriger Basis unverändert erhalten bleiben.The invention is therefore based on the object of addressing these disadvantages overcome and produce a plastic powder whose properties are determined by the Drying process of the dispersions present as the starting product on an aqueous Base remain unchanged.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein in wässrigem System redispergierbares pulverförmiges Polymeres, welches durch einen Gehalt von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Polymermenge, an wenigstens einem wasserlöslichen, sulfonsäure-oder sulfonatgruppenhaltigem Kondensationsprodukt eines ein-oder mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffs und Formaldehyd gekennzeichnet ist.According to the invention, this object is achieved by an aqueous system redispersible powdery polymer, which by a content of 1 to 20% by weight, based on the amount of polymer, of at least one water-soluble, sulfonic acid or sulfonate group-containing condensation product of a mono- or polynuclear aromatic Hydrocarbon and formaldehyde.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen redispergierbaren pulverförmigen Polymeren erfolgt durch Zusatz der Sulfonsäure-oder Sulfonatgruppen enthaltenden Kondensationsprodukte in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffanteil, zu den Kunststoffdispersionen und anschließendes Zerstäubungstrocknen.The production of the redispersible pulverulent according to the invention Polymers is carried out by adding the sulfonic acid or sulfonate groups Condensation products in an amount of 1 to 20% by weight, based on the solids content, to the plastic dispersions and subsequent spray drying.

Der erfindungsgemäße Zusatz an sulfonsäure- oder sulfonatgruppenhaltigen Kondensationsprodukten auf Basis aromatischer Kohlenwasserstoffe und Formaldehyd verhindert wirksam das Verkleben der Kunststoffpulver während des Herstellungsprozesses beim Trocknen und erhöht außerdem die Lagerfähigkeit des Produktes, so daß die Redispergierbarkeit über längere Zeiträume gewährleistet bleibt und das Pulver in einem freifließenden Zustand erhalten wird.The addition of sulfonic acid or sulfonate groups according to the invention Condensation products based on aromatic hydrocarbons and formaldehyde effectively prevents the plastic powder from sticking during the manufacturing process during drying and also increases the shelf life of the product, so that the redispersibility Guaranteed for longer periods of time and the powder remains in a free-flowing manner State is preserved.

Daneben zeigt sich als weiterer überraschender Effekt, daß erfindungsgemäße sulfonsäure- oder sulfonatgruppenhaltige Kondensationsprodukte enthaltende Kunststoffpulver als Zusatzmittel für hydraulische Massen beträchtliche Verbesserungen der Druck- und Biegezugfestigkeit dieser Massen bewirken, verglichen mit solchen hydraulischen Nassen, die Kunststoffpulver ohne derartige Zusätze enthalten. Zusätze der erfindungsgemäß erhaltenen Kunststoffpulver erhöhen also entweder die Festigkeitswerte der erhärteten Massen bei gleicher Zusammensetzung oder führen zu Einsparungen an hydraulischem Bindemittel in der Masse bei gleichbleibender Festigkeit.In addition, a further surprising effect shows that according to the invention Plastic powder containing sulfonic acid or sulfonate group-containing condensation products as an additive for hydraulic masses, considerable improvements in pressure and flexural strength of these masses, compared with such hydraulic ones Wet ones that contain plastic powder without such additives. Additions of the invention The resulting plastic powders either increase the strength values of the hardened ones Masses with the same composition or lead to hydraulic savings Binder in the mass with constant strength.

Bevorzugt werden die sulfonsäure- oder sulfonatgruppenhaltigen Kondensationsprodukte der Polymerdispersion in Form einer wässrigen Lösung zugemischt und anschließend wird dieses Gemisch einem Zerstäubungstrockner aufgegeben.The condensation products containing sulfonic acid or sulfonate groups are preferred mixed with the polymer dispersion in the form of an aqueous solution and then this mixture is applied to a spray dryer.

Bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung als wasserlösliche Kondensationsprodukte solche auf Basis von sulfonierten aromatischen ein- oder mehrkernigen Kohlenwasserstoffen, die durch OH-Gruppen und niedrig-Alkylgruppen mit bis zu 4 Kohlenstoffen substituiert sein können, wie z.B. Phenol, Kresol, Naphthalin oder Naphthol, welche mit Formaldehyd umgesetzt wurden. Besonders bevorzugt werden die Alkalisalze derartiger Sulfonate.Water-soluble condensation products are preferred in the context of the invention those based on sulfonated aromatic mono- or polynuclear hydrocarbons, substituted by OH groups and lower alkyl groups with up to 4 carbons can be, such as phenol, cresol, naphthalene or naphthol, which with formaldehyde implemented. The alkali salts of such sulfonates are particularly preferred.

Es können jedoch auch Salze anderer Metalle, insbesondere Erdalkalisalze und die freien Säuren selbst sowie Gemische davon verwendet werden.However, salts of other metals, in particular alkaline earth salts, can also be used and the free acids themselves as well as mixtures thereof can be used.

Die erfindungsgemäß verwendeten Kondensationsprodukte sind bekannt und im Handel erhältlich. Sie sind verhältnismäßig niedermolekular. Besteht der zugrunde.liegende Kohlenwasserstoff z.B. aus Phenol, so läßt sich das Kondensationsprodukt durch nachstehende allgemeine Formel wiedergeben: In analoger Weise läßt sich ein derartiges Kondensationsprodukt auf Basis von Naphthalin durch folgende allgemeine Formel darstellen: In den obigen Formeln bedeutet n die Gesamtzahl der aromatisehen ein- oder mehrkernigen Kohlenwasserstoffatome und Ne Wasserstoff oder eine Valenz eines ein- oder mehrwertigen Metalls, also z.B. ein Alkalimetall, eine halbe Valenz eines Erdalkalimetalls, ein Drittel Valenz eines Erdmetalls usw.The condensation products used according to the invention are known and are commercially available. They are relatively low molecular weight. If the underlying hydrocarbon consists, for example, of phenol, the condensation product can be represented by the following general formula: In an analogous manner, such a condensation product based on naphthalene can be represented by the following general formula: In the above formulas, n denotes the total number of aromatic mononuclear or polynuclear hydrocarbon atoms and Ne denotes hydrogen or a valence of a monovalent or polyvalent metal, e.g. an alkali metal, half a valence of an alkaline earth metal, a third valence of an earth metal, etc.

Wesentlich ist, daß Me nur ein solches Metall sein kann, welches ein wasserlösliches Salz bildet.It is essential that Me can only be such a metal that a forms water-soluble salt.

Die im erfindungsgemäßen pulverförmigen Polymeren verwendeten Kondensationsprodukte lassen sich beispielsweise durch Kondensation der entsprechenden Sulfonsäure, z.B. Naphthalinsulfonsäure, mit Formaldehyd im sauren pH-Bereich und nachträgliche Neutralisation mit Metallhydroxyden, Carbonaten oder dgl. erhalten. Die Herstellung ist beispielsweise bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 007 603, der deutschen Patentschrift 1 238 831 und der deutschen Auslegeschrift 1 246 507.The condensation products used in the powdered polymer according to the invention can for example be obtained by condensation of the corresponding sulphonic acid, e.g. Naphthalenesulfonic acid, with formaldehyde in the acidic pH range and subsequent neutralization with metal hydroxides, carbonates or the like. Obtained. The manufacture is for example known from the German Offenlegungsschrift 2 007 603, the German Patent specification 1 238 831 and the German Auslegeschrift 1 246 507.

Die erfindungsgemäßen redispergierbaren pulverförmigen Polymeren können neben den oben beschriebenen Kondensationsprodukten auch andere bekannte Zusatzmittel für polymere Kunststoffpulver enthalten, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Cellulosederivate, Kasein oder Inertstoffe wie Kaolin, Kreide, Silikate und Kieselsäure. Die Mengen derartiger Zusatzmittel können im allgemeinen zwischen etwa 5 und etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das pulverförmige Grundpolymere, betragen. Derartige Zusätze können dem erfindungsgemäßen redispergierbaren pulverförmigen Polymeren vor der Sprühtrocknung oder danach zugesetzt werden.The redispersible pulverulent polymers according to the invention can in addition to the condensation products described above, also other known additives for polymeric plastic powder, such as polyvinyl alcohol, cellulose derivatives, Casein or inert substances such as kaolin, chalk, silicates and silicic acid. The quantities such additives can generally between about 5 and about 50 wt .-%, based on the powdery base polymer. Such additives can the redispersible powdery polymer according to the invention before spray drying or added afterwards.

Beispiele für pulverförmige Polymere, die im Rahmen der Erfindung in betracht kommen, sind Polyvinylacetat, Polyvinylpropionat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinyllaurat sowie deren Mischpolymerisate allein oder in Kombination mit Äthylen und Polyacrylaten.Examples of powdered polymers within the scope of the invention to be considered are polyvinyl acetate, polyvinyl propionate, polyvinyl chloride, Polyvinylidene chloride, polyvinyl laurate and their copolymers alone or in combination with ethylene and polyacrylates.

Die pulverförmigen Polymeren liegen bei Herstellung des erfindungsgemäßen Produktes als Dispersionen in einer dispersen Phase auf Basis Wasser vor. Die Konzentration derartiger Dispersionen kann in weiten Grenzen schwanken und liegt im allgemeinen zwischen etwa 5 und 60 Gew.-%, vorzugsweise zwischen etwa 30 und 60 Gew.-%. Durch den erfindungsgemäßen Zusatz des Kondensationsproduktes wird die Redispergierbarkeit der Kunststoffe nach dem Trocknen verbessert, gleichgültig, wie die für die Trocknung eingesetzten Dispersionen hergestellt wurden.The powdered polymers are used in the production of the invention Product as dispersions in a disperse phase based on water. The concentration Such dispersions can vary within wide limits and is generally between about 5 and 60% by weight, preferably between about 30 and 60% by weight. By the addition of the condensation product according to the invention increases the redispersibility the plastics improved after drying, regardless of how they were used for drying dispersions used were prepared.

Die Trocknung selbst erfolgt bei Temperaturen, die unter der Erweichungstemperatur des dispergierten Polymerpulvers liegen.The drying itself takes place at temperatures below the softening temperature of the dispersed polymer powder.

Das erfindungsgemäße redispergierbare pulverförmige Polymere eignet sich besonders als Zusatzmittel für hydraulisch abbindende Massen wie beispielsweise Beton-, Mörtel- und Gießmassen, Pliesenkleber, Spachtel- und Estrichmassen. Durch den Zusatz des erfindungsgemäßen Mittels werden insbesondere Verbesserungen in der Druck-, Haft- und Biegezugfestigkeit erreicht.The redispersible powdery polymer according to the invention is suitable particularly suitable as an additive for hydraulically setting compounds such as Concrete, mortar and casting compounds, Pile adhesives, leveling compounds and screed compounds. The addition of the agent according to the invention results in particular improvements achieved in compressive, adhesive and flexural strength.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung weiter.The following example further illustrates the invention.

Beispiel a) Eine Kunststoffdispersion mit 50 Gew.- Feststoffgehalt auf Basis eines Polyvinylacetat-Homopolymeren wurde in einem Zerstäubungstrockner mit Zerstäuberscheibe sprühgetrocknet.Example a) A plastic dispersion with a solids content of 50% by weight based on a polyvinyl acetate homopolymer was in a spray dryer spray-dried with atomizer disc.

Der verwendete Trockner hatte eine Wasserverdampfung von 350 kg/h. Der Austrag des Trockengutes erfolgt über Doppelpendelklappen.The dryer used had a water evaporation rate of 350 kg / h. The dry material is discharged via double pendulum flaps.

Der Austrag des sprühgetrockneten Produktes an den Doppelpendelklappen liegt bei 15 % des eingesetzten Feststoffes.The discharge of the spray-dried product at the double pendulum flaps is 15% of the solids used.

Der überwiegende Teil klebt an den Wändern des Trockners.The majority sticks to the walls of the dryer.

b) Der gleichen Dispersion wie in a) werden 15 Gew,-, bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersion, eines Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsproduktes in Form einer 20-%igen wässrigen Lösung zugesetzt. Unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie unter a) beschrieben werden 95 % des eingesetzten Feststoffes ausgetragen. Das erhaltene Produkt läßt sich durch einfaches Anrühren mit Wasser gut redispergieren.b) The same dispersion as in a) are 15% by weight, based on the solids content of the dispersion, a naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensation product added in the form of a 20% strength aqueous solution. Using the same Device as described under a), 95% of the solids used are discharged. The product obtained can be readily redispersed by simply stirring it up with water.

Claims (6)

PatentansprücheClaims 1. In wässrigem System redispergierbares pulverförmiges Polymeres, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1 bis 20 Gew.-% an wenigstens einem wasserlöslichen, sulfonsäure- oder sulfonatgruppenhaltigen Kondensationsprodukt aus ein- oder mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffen und Formaldehyds 1. Powdered polymer redispersible in an aqueous system, characterized by a content of 1 to 20% by weight of at least one water-soluble, sulfonic acid or sulfonate group-containing condensation product of mononuclear or polynuclear aromatic hydrocarbons and formaldehyde 2. Verfahren zur Herstellung des pulverförmigen Polymeren von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispersion des pulverförmigen Polymeren das Kondensationsprodukt in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffanteil, zugesetzt wird und die erhaltene Mischung der Zerstäubungstrocknung unterzogen wird.2. Process for the preparation of the pulverulent polymer of claim 1, characterized in that the dispersion of the powdered polymer, the condensation product in an amount of 1 to 20 % By weight, based on the solids content, is added and the mixture obtained is subjected to spray drying. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensationsprodukt in Form von Alkalisulfonaten zugesetzt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the condensation product is added in the form of alkali sulfonates. 4. -Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensationsprodukt auf Basis von Naphthalin verwendet wird.4. Method according to claim 2, characterized in that a condensation product based on naphthalene is used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispersion vor dem Trocknen Polymere wie Cellulosederivate, insbesondere Methylcellulose oder Hydroxyäthylcellulose, oder Inertstoffe zugesetzt werden.5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that that the dispersion prior to drying polymers such as cellulose derivatives, in particular Methyl cellulose or hydroxyethyl cellulose, or inert substances can be added. 6. Verwendung eines redispergierbaren pulverförmigen Polymeren gemäß Anspruch 1 als Zusatzmittel für hydraulische Nassen.6. Use of a redispersible powdery polymer according to Claim 1 as an additive for hydraulic wet.
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