可再分散的環氧樹脂粉末制造技術

一種可再分散于水的聚合物粉末，所述聚合物粉末通過對以下物質的水性混合物進行干燥而制得：可熱固化的環氧樹脂，該環氧樹脂的玻璃化轉變溫度(Tg)至少為50°C；以及能夠在高于所述環氧樹脂的Tg的溫度下分散所述環氧樹脂的膠體穩定劑,優選是聚乙烯醇,以所述可熱固化的環氧樹脂的重量為基準計，所述膠體穩定劑的含量至少為2重量%。所述RDP可以任選包含硬化劑或者固化劑，在與水混合的時候可以被水泥組分硬化、固化或交聯。本發明專利技術的可再分散于水中的聚合物粉末在水泥制劑中具有意想不到的優良的再分散性和優異的穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于水泥組合物的可再分散的聚合物粉末組合物，其由環氧樹脂和膠體穩定劑制備。
技術介紹
在建筑應用中，人們可以使用水泥、砂子和有機聚合物制備灰漿。為了減少運輸成本，聚合物可以以可再分散的聚合物粉末的干態形式運輸和加入。可再分散的聚合物粉末作為粘結劑，用來改進水泥粘合劑制劑的粘合性。聚合物的粉末形式通常是通過以下方式制得的對液體聚合物組合物進行噴霧干燥，制得自由流動的粉末。為了在加入該聚合物粉末的應用制劑(例如混凝土)中起到其作用，希望該聚合物粉末能在應用制劑中很容易地再分散。由乳液聚合物制得的可再分散的聚合物粉末被廣泛用于各種建筑用途，例如水泥 基磚瓦粘合劑(CBTA)、自動流平地板鋪設配混物(SLFC)，用來改進水泥組合物的機械性質，所述乳液聚合物包括例如こ酸こ烯酷/こ烯共聚物，各種丙烯酸類聚合物，苯こ烯/丁ニ烯共聚物，以及こ酸こ烯酷/叔羧酸(versatic acid)こ烯基酯共聚物。為了進ー步改進水泥組合物的機械性質和化學性質，例如水硬性穩定性、抗壓縮性、耐磨性、耐溶劑性以及耐化學性和防污性，需要用可交聯聚合物制備可再分散的聚合物粉末。環氧樹脂是可交聯的聚合物，用來使得包括混凝土在內的水泥材料具有韌性、減小的透水性、快速凝固、以及耐化學性和防污性。環氧樹脂還用來修復混凝土和水泥灰漿以及防水砂漿層或涂層。人們已經將環氧官能團結合入乳液聚合物中，例如通過以下方式來完成所述結合使用甲基丙烯酸縮水甘油酯以及可聚合的環氧官能単體，或者在聚合步驟之前或之后將極低分子量的液態環氧樹脂與丙烯酸類膠乳摻混。但是，所述環氧官能團的含量很低，獲得的所需性質極少，這些所需的性質可能是由可交聯聚合物帶來的。另ー種方式是利用水性環氧乳液或者液體環氧樹脂，以及水性硬化劑與水泥合井，形成三份式體系，但是這種體系很難進行加工，具體來說是難以進行運輸、混合，儲存壽命短，容易造成設備污染等。我們發現通過對液態環氧樹脂或者液態環氧乳液進行干燥，會形成無法進行再分散的結塊，而不是形成粉末，即使在使用干燥助劑和抗結塊劑的時候也是如此。Warner等人在美國專利第4，123，403號中公開了通過連續擠出法制備具有受控粒度的水性環氧樹脂微懸浮液。待分散的聚合物可以是任何常規固體熱塑性樹脂，例如在約高于20°C的溫度熔化，優選在大約50-200°C熔化，更優選在大約80-200°C熔化，所述熱塑性樹脂的降解溫度略高于其熔點。該文獻公開了待分散的聚合物不一定是純聚合物，例如熱塑化的聚合物可以包含常規添加剤，例如顔料、染料、填料、穩定劑、阻燃劑、乳化劑等。優選是乳化劑是作為保護膠體的那些乳化剤，例如聚こ烯醇，優選其分子量至少約為50，000,特別優選至少約為100，000。機械分散可以在比樹脂的熔點高至少20°C、優選高至少40°C的溫度下進行，所述熔點定義為樹脂從固態轉變為可流動的粘性液體的相變的溫度。該文獻公開了可以通過常規的方式，例如過濾、離心、蒸發和噴霧干燥，對微懸浮液進行脫水，從而從水性聚合物微懸浮液制得細分散的聚合物粉末。該文獻公開了所述粉末可以用于靜電涂覆或者印刷工藝，可以在紙張涂料中作為塑性顔料。在Warner等人專利的實施例I中，使用水解程度88 %的大約120千克/摩爾的聚こ烯醇水溶液，相對于軟化點為72° C的固體環氧樹脂，聚こ烯醇的濃度為5. 7重量％，在大約102°C下進行所述機械分散エ藝，在此溫度下，從連續聚合物轉化為不連續聚合物。在冷卻之后，分散的固體聚合物顆粒的體均粒徑約為O. 55微米。但是，雖然所述樹脂的軟化點為72° C，玻璃化轉變溫度低得多，制得的聚合物顆粒將表現出很差的再分散性。另夕卜，Warner等人沒有公開在水泥組合物中使用噴霧干燥的可再分散的聚合物粉末。在本專利技術中，我們驚人地發現，通過使用包含聚こ烯醇作為膠體穩定劑或者噴霧干燥助劑的具有高玻璃化轉變溫度(Tg)的熱固性或可交聯環氧樹脂，在水泥應用中出人意料地提供了極佳的再分散性和顯著的穩定性。專利技術概述 本專利技術提供了一種可再分散的聚合物粉末(RDP)，其包含以下物質的共干燥混合物可熱固化的環氧樹脂，其玻璃化轉變溫度(Tg)至少為50° C，優選至少為55° C，更優選至少為60° C，例如為60-150° C，通常為60-125° C ;以及膠體穩定劑，所述膠體穩定劑包含聚こ烯醇，以所述可熱固化的環氧樹脂的重量為基準計，聚こ烯醇的量至少為2重量％，優選為5-35重量％，更優選為6-25重量％。根據本專利技術，所述RDP可以包含硬化劑或固化劑，也可以不含硬化劑或固化劑。在一些實施方式中，可以通過將固化劑或硬化劑與噴霧干燥制得的交聯環氧樹脂粉末干混合(但是不是在噴霧干燥之前進行)，從而將固化劑或硬化劑配入體系之內。根據本專利技術，當與水混合的時候，所述RDP可以被水泥組分硬化、固化或者交聯。本專利技術的可再分散于水中的聚合物粉末在水泥制劑中具有意想不到的優良的再分散性和優異的穩定性。所述可熱固化的環氧樹脂的平均粒度為O. 05-5微米，優選為O. 1-3微米，最優選為O. 15-2微米。在本專利技術的ー個方面，所述可再分散的聚合物粉末可以通過以下方式制備對熱固性環氧樹脂和包含PVOH的膠體穩定劑的水性混合物進行干燥，制得所述可再分散于水的聚合物粉末。所述熱固性環氧樹脂的水性分散體可以通過機械分散或者熔融捏合技術提供，或者通過任何其它高剪切混合技術提供，可以在形成所述熱固性環氧樹脂的水性分散體之前和/或過程中，將所述膠體穩定劑與所述熱固性環氧樹脂混合?？梢栽谛纬伤鏊苑稚Ⅲw之后，將另外的穩定劑后加入到所述水性分散體中。然后，可以對所述可熱固化環氧樹脂和膠體穩定劑的水性分散體進行噴霧干燥，制得所述可再分散于水的聚合物粉末。所述制得的可熱固化的環氧樹脂的水性分散體以及可再分散的聚合物粉末中，所述可熱固化的環氧樹脂都沒有發生固化、交聯或硬化，不含用于所述可熱固化的環氧樹脂的硬化劑或者固化劑。通過使用PVOH(優選部分水解的PV0H)作為膠體穩定劑以及玻璃化轉變溫度(Tg)至少為50°C的可熱固化的環氧樹脂，使得可熱固化的環氧樹脂具有極佳的再分散性，同時不會對噴霧干燥造成負面影響，而且水泥基組合物獲得良好的穩定性。在本專利技術的另ー個方面，可以通過以下方式制備干混合物制劑，或者水泥組合物，例如水泥基磚瓦粘合剤將水泥組分與由可熱固化的可固化可硬化環氧樹脂制得的可再分散于水的聚合物粉末混合，制得一種組合物，例如干灰漿混合物，該組合物在干態形式下具有良好的穩定性。當所述干混合物組合物與水混合的時候，所述可交聯的環氧樹脂或者可再分散的聚合物粉末可以被所述水泥組分固化、交聯或硬化，但是在與水混合之前，則不會發生上述固化、交聯或硬化。專利技術的詳細描述除非另外說明，否則，所有的溫度和壓カ單位都是室溫和標準壓力(STP)。本文列出的所有范圍都包括端值且可以組合。所有包括括號的術語表不包括括號的內容和不包括括號的內容的任一*清況或兩種情況。例如，術語“(甲基)丙烯酸酷”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的情況。甲基丙烯酸類，以及它們的混合物。如本文所用，除非另外指出，否則術語“分子量”表示以常規方法測定的數均分子量。數均分子量表示単獨的大分子分子量的算木平均值。數均分子量通過以下方式確本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可再分散于水的聚合物粉末(RDP)，所述可再分散于水的聚合物粉末包含可熱固化的環氧樹脂與膠體穩定劑的共干燥混合物,所述可熱固化的環氧樹脂的玻璃化轉變溫度(Tg)至少為50°C,所述膠體穩定劑能夠在高于所述環氧樹脂的Tg的溫度下分散所述環氧樹脂,以所述可熱固化的環氧樹脂的重量為基準計，所述膠體穩定劑的量至少為2重量%。

【技術特征摘要】
2011.06.23 US 61/500,2761.一種可再分散于水的聚合物粉末(RDP)，所述可再分散于水的聚合物粉末包含可熱固化的環氧樹脂與膠體穩定劑的共干燥混合物，所述可熱固化的環氧樹脂的玻璃化轉變溫度(Tg)至少為50° C，所述膠體穩定劑能夠在高于所述環氧樹脂的Tg的溫度下分散所述環氧樹脂，以所述可熱固化的環氧樹脂的重量為基準計，所述膠體穩定劑的量至少為2重量％。2.如權利要求I所述的可再分散于水的聚合物粉末，其特征在于，以所述可熱固化的環氧樹脂的重量為基準計，所述膠體穩定劑包含至少2重量％的聚乙烯醇。3.如權利要求2所述的可再分散于水的聚合物粉末，其特征在于，以所述可熱固化的環氧樹脂的重量為基準計，所述聚乙烯醇的量為5-35重量％，所述聚乙烯醇是部分水解的，所述可熱固化的環氧樹脂的玻璃化轉變溫度(Tg)至少為55° C。4.如權利要求I所述的可再分散于水的聚合物粉末，其特征在于，所述聚合物粉末不含用于環氧樹脂的固化劑或硬化劑。5.如權利要求4所述的可再分散于水的聚合物粉末，其特征在于，所述環氧樹脂是雙酚A或雙酚F以及表氯醇的具有環氧端基的線性、非交聯聚合物。6.一種用來制備可再分散于水的聚合物粉末的方法，該方法包括對玻璃化轉變溫度(Tg)至少為50° C的可熱固化環氧樹脂和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：洪亮，M·N·瑟達哈恩，M·J·拉德勒，
申請(專利權)人：陶氏環球技術有限公司，
類型：發明
國別省市：