Способ изготовления дисперсионных порошков - RU2573024C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к способу изготовления дисперсионных порошков распылительной сушкой водных дисперсий полимеров в сушилке с дисковым распылителем.

Дисперсионные порошки являются полимерными порошками, которые доступны посредством распылительной сушки соответствующих водных дисперсий полимеров. При этом делают различие между дисперсионными порошками, которые являются редиспергируемыми в воде, и порошками, которые этим свойством не обладают. Редиспергируемые в воде полимерные порошки обычно получают сушкой соответствующих водных дисперсий полимеров в присутствии способствующего сушке агента (обычно защитного коллоида) и средства против слеживания. По причине наличия частиц защитного коллоида, во-первых, в процессе сушки предотвращается необратимое склеивание полимерных частиц, так как полимерные частицы окружены оболочкой из водорастворимых частиц защитного коллоида. Во-вторых, эта матрица из защитного коллоида, которая при диспергировании полимерного порошка снова растворяется в воде, приводит к тому, что полимерные частицы в водной редисперсии снова присутствуют с размерами частиц исходной дисперсии.

Для минимизации слеживания порошков, прежде всего порошков на основе полимеров с температурой стеклования Tg<25°C, и для улучшения сыпучести и текучести к дисперсионным порошкам при их изготовлении добавляют средства против слеживания (средства против спекания).

Средство против слеживания (АВМ) служит для обеспечения сыпучести и стабильности при хранении после распылительной сушки полученного полимерного порошка (дисперсионного порошка). Средства против слеживания являются существенной составной частью дисперсионных порошков, прежде всего тогда, когда вследствие низкой температуры стеклования полимера или сильной гигроскопичности следует ожидать слеживания порошков или прилипания к стенкам сушильного аппарата. Путем припудривания поверхности частиц средством против слеживания вследствие меньшего образования агломератов изменяется, прежде всего, также доля грубой фракции, что весьма благоприятно сказывается на свойствах порошков (например, сыпучести и стабильности при хранении).

Подобные дисперсионные порошки находят применение во многих областях, в том числе в материалах для покрытий, клеящих веществах для различных субстратов. Примером является использование вяжущего порошка для отдельных природных материалов (порошок Vinnex^R фирмы Wacker Chemie AG). Они находят широкое применение в химических строительных материалах, часто в сочетании с минеральными вяжущими материалами (порошок Vinnapas^R фирмы Wacker Chemie AG). Примерами этого являются строительные клеи, прежде всего плиточные клеи, штукатурки и строительные растворы, краски, шпатлевки, растекающиеся массы, теплоизолирующие композиционные системы и растворы для заделки швов. Преимущество редиспергируемых в воде дисперсионных порошков заключается, прежде всего, в возможности их использования в заранее изготовленных, пригодных для хранения сухих смесях, в некоторых случаях с минеральными вяжущими средствами, такими как цемент, и делать их годными для применения непосредственно перед использованием путем добавления воды. Подобные сухие смеси по сравнению с пастообразными системами могут легче транспортироваться (без доли воды) и предоставляют преимущества при хранении, такие как, например, невосприимчивость к морозу, а также устойчивость против поражения микробами.

Изготовление дисперсионных порошков происходит в известных распылительных сушилках, причем полимерная дисперсия (шпейза - Speise), в общем, распыляется на верхнем конце сушилки посредством однокомпонентного сопла под давлением, или вместе со сжатым воздухом через двухкомпонентное сопло, или многокомпонентное сопло, или на дисковом распылителе. Для распылительной сушки посредством дискового распылителя в ЕР 690278 А1 предлагается вносить средство против слеживания транспортировочным газом под распылительным диском сушилки с дисковым распылением. Для этого средство против слеживания подводится транспортировочным газом в транспортировочном трубопроводе, который проходит поперек сушилки, к дисковому распылителю. Эта конструкция имеет тот недостаток, что проходящая поперечно труба сильно подвержена загрязнению, и жесткая конструкция препятствует работе сушилки. Например, эта конструкция препятствует использованию пневматической системы очистки для очистки стенок сушилки.

Стояла задача разработать способ распылительной сушки водных полимерных дисперсий с добавлением средств против слеживания посредством дискового распылителя, посредством которой будет получаться по возможности равномерное и полное покрытие полимерных частиц средством против слеживания.

Предметом изобретения является способ изготовления дисперсионных порошков посредством распылительной сушки водных полимерных дисперсий и добавления средства против слеживания в сушилке с дисковым распылителем, отличающийся тем, что средство против слеживания посредством транспортировочного воздуха полностью или частично подается в кольцевую щель, которая создается расположенной концентрически вокруг корпуса дискового распылителя цилиндрической формованной деталью и которая заканчивается на расстоянии от верхнего края распылительного диска.

Базовые полимеры для дисперсионного порошка вводятся для распылительной сушки в форме их водных полимерных дисперсий. Подходящими базовыми полимерами для дисперсионных порошков являются полимеры на основе одного или нескольких мономеров с ненасыщенностью этиленового типа из группы, охватывающей виниловые эфиры карбоновых кислот с 1-15 атомами углерода, эфиры метакриловой кислоты или эфиры акриловой кислоты карбоновых кислот с неразветвленными или разветвленными спиртами с 1-15 атомами углерода, олефины или диены, винилароматические соединения или винилгалогениды.

Предпочтительными виниловыми сложными эфирами являются винилацетат, винилпропионат, винилбутират, винил-2-этилгексаноат, виниллаурат, 1 -метилвинилацетат, винилпивалат и виниловые эфиры альфа-разветвленных монокарбоновых кислот с 5-13 атомами углерода, например VeoVa9^R или VeoVa10^R (торговые названия фирмы Momentive). Особо предпочтительным является винилацетат.

Предпочтительными эфирами метакриловой кислоты или эфирами акриловой кислоты являются эфиры неразветвленных или разветвленных спиртов с 1-15 атомами углерода, такие как метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, пропилакрилат, пропилметакрилат, н-бутилакрилат, н-бутилметкарилат, 2-этилгексилакрилат, норборнилакрилат. Особо предпочтительными являются метилакрилат, метилметакрилат, н-бутилакрилат и 2-этилгексилакрилат.

Предпочтительными олефинами или диенами являются этилен, пропилен и 1,3-бутадиен. Предпочтительными винилароматическими соединениями являются стирол и винилтолуол. Предпочтительным винилгалогенидом является винилхлорид.

При известных условиях, в сополимеризацию могут быть введены от 0,05 до 50% по массе, предпочтительно от 1 до 10% по массе, от общего веса базового полимера вспомогательных мономеров. Примерами вспомогательных мономеров являются моно- и дикарбоновые кислоты с ненасыщенностью этиленового типа, амиды карбоновых кислот с ненасыщенностью этиленового типа, сульфокислоты с ненасыщенностью этиленового типа и их соли, предварительно сшиваемые комономеры, такие как комономеры с многократной ненасыщенностью этиленового типа, дополнительно сшиваемые комономеры, такие как Ν-метилолакриламид, комономеры с эпоксидными функциональными группами, комономеры с кремнийфункциональными группами.

Примерами подходящих гомо- и сополимеров являются гомополимеры винилацетата, сополимеры винилацетата с этиленом, сополимеры винилацетата с этиленом и одним или несколькими другими сложными виниловыми эфирами, сополимеры винилацетата с одним или несколькими другими сложными виниловыми эфирами, сополимеры винилацетата с этиленом и эфиром акриловой кислоты, сополимеры винилацетата с этиленом и винилхлоридом, сополимеры винилхлорида и этилена и, при известных условиях, нескольких других сложных виниловых эфиров, сополимеры «стирол - эфир акриловой кислоты», сополимеры «стирол - 1,3-бутадиен».

Предпочтительными являются гомополимер винилацетата; сополимер винилацетата с 1-50% по массе одного или нескольких других комономеров из группы виниловых эфиров с 1-12 атомами в остатке карбоновой кислоты, таких как винилпропионат, виниллаурат, виниловые эфиры альфа-разветвленных карбоновых кислот с 5-13 углеродными атомами, такие как VeoVa9^R, VeoVa10^R, VeoVa11^R; сополимеры винилацетата с 1-40% по массе этилена; сополимеры винилацетата с 1-40% по массе этилена и 1-50% по массе одного или нескольких других комономеров из группы виниловых эфиров с 1-12 атомами углерода в остатке карбоновой кислоты, таких как винилпропионат, виниллаурат, виниловые эфиры альфа-разветвленных карбоновых кислот с 5-13 углеродными атомами, такие как VeoVa9^R, VeoVa10^R, VeoVa11^R; сополимеры винилацетата, 1-40% по массе этилена и предпочтительно 1-60% по массе эфиров (мет)акриловой кислоты с неразветвленными или разветвленными спиртами с 1-15 атомами углерода, прежде всего, метилметакрилата, метилакрилата, н-бутилакрилата или 2-этилгексил акрилата; и сополимеры с 30-75% по массе винилацетата, 1-30% по массе виниллаурата или винилового эфира альфа-разветвленной карбоновой кислоты с 5-13 атомами углерода, а также 1-30% по массе эфира (мет)акриловой кислоты с разветвленными или неразветвленными спиртами с 1-15 атомами углерода, прежде всего, метилметакрилата, метилакрилата, н-бутилакрилата и 2-этилгексилакрилата, которые могут содержать еще 1-40% по массе этилена; сополимеры с одним или более виниловыми эфирами с 1-12 атомами углерода в остатке карбоновой кислоты, такими как винилацетат, винилпропионат, виниллаурат, виниловые эфиры альфа-разветвленных карбоновых кислот с 5-13 атомами углерода, такие как VeoVa9^R, VeoVa10^R, VeoVa11^R, 1-40% по массе этилена и 1-60% по массе винилхлорида; причем полимеры могут содержать еще упомянутые вспомогательные мономеры в указанных количествах, и данные в весовых процентах складываются до 100% по массе.

Предпочтительными также являются полимеры эфиров (мет)акриловой кислоты, такие как сополимеры н-бутилакрилата или 2-этилгексилакрилата или сополимеры метилметакрилата с н-бутилакрилатом и/или 2-этилгексилакрилатом и, в некоторых случаях, этиленом; сополимеры «стирол - эфир акриловой кислоты» с одним или несколькими мономерами из группы: метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, н-бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат; сополимеры «стирол - 1,3-бутадиен»; причем полимеры могут содержать еще упомянутые вспомогательные мономеры в указанных количествах, и данные в весовых процентах складываются до 100% по массе.

Выбор мономера или выбор весовых долей комономеров происходит при этом так, что в общем получается температура стеклования Tg от -50°C до +50°C. Температура стеклования Tg полимеров может быть определена известным образом посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC). Tg может также быть предварительно приблизительно рассчитанной посредством уравнения Фокса. Согласно «Fox Т.G., Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, page 123 (1956)», имеет место: 1/Tg=x₁/Tg₁+x₂/Tg₂+…+x_n/Tg_n, причем x_n относится к массовой доле (весовой процент/100) мономера n, а Tg_n - к температуре стеклования в кельвинах гомополимера мономера n. Величины Tg гомополимеров приведены в «Polymer Handbook, 2nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975)».

Получение базового полимера происходит предпочтительно способом эмульсионной полимеризации. Температура полимеризации предпочтительно находится между 40°C и 100°C, особо предпочтительно между 60°C и 90°C. При сополимеризации газообразных сополимеров, таких как этилен, 1,3-бутадиен или винилхлорид, можно работать под давлением в общем между 5 бар и 100 бар.

Инициирование полимеризации происходит предпочтительно обычными для эмульсионной полимеризации водорастворимыми инициаторами или комбинациями окислительно-восстановительных инициаторов.

Полимеризация происходит в присутствии защитных коллоидов и/или эмульгаторов. Подходящими для полимеризации защитными коллоидами являются поливиниловые спирты; поливинилацетали; поливинилпирролидоны; полисахариды в водорастворимой форме, такие как крахмалы (амилоза и амилопектин), целлюлозы и их карбоксильные, метильные, гидроксиэтиловые, гидроксипропиловые производные, декстрины и циклодекстрины; белки, какие как казеин или казеинат, соевый белок, желатин; лигнинсульфонаты; синтетические полимеры, такие как поли(мет)акриловая кислота, сополимеры (мет)акрилатов с имеющими карбоксильные функциональные группы сополимерными блоками, поли(мет)акриламид, поливинилсульфоновые кислоты и их водорастворимые сополимеры; сополимеры меламинформальдегидсульфонатов, нафталинформальдегидсульфонатов, стиролмалеиновой кислоты и винилэфирмалеиновой кислоты. Предпочтительно, используются частично омыленные или полностью омыленные поливиниловые спирты со степенью гидролиза от 80 до 100 молярных процентов, прежде всего частично омыленные поливиниловые спирты со степенью гидролиза от 80 до 95 молярных процентов и вязкостью по Гепплеру в 4% водном растворе от 1 до 30 мПа·с (метод Гепплера при 20°C, DIN 53015).

Если полимеризация проводится в присутствии эмульгаторов, то их количество составляет от 1 до 5% по массе по отношению к количеству мономера. Подходящими эмульгаторами являются как анионные, катионные, так и неионогенные эмульгаторы, например анионные поверхностно-активные вещества, такие как алкилсульфаты с длиной цепи от 8 до 18 атомов углерода, алкил- или алкиларилэфирсульфаты с 8-18 атомами углерода в гидрофобном остатке и до 40 этилен- или пропиленоксидными блоками, алкил- или алкиларилсульфонаты с 8-18 атомами углерода, эфиры и полуэфиры сульфоянтарных кислот с одноатомными спиртами или алкилфенолами, или неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как алкилполигликолевые эфиры или алкиларилполигликолевые эфиры с 8-40 этиленоксидными блоками.

После завершения полимеризации для удаления остаточных мономеров может проводиться постполимеризация известными способами, в общем инициализированная окислительно-восстановительным катализатором постполимеризация. Летучие остаточные мономеры могут быть также удалены отгонкой, предпочтительно при пониженном давлении, и, в отдельных случаях, при пропускании через жидкость или над жидкостью инертного газа-носителя, такого как воздух, азот или водяной пар.

Получаемые таким образом водные дисперсии имеют содержание твердого вещества от 30 до 75% по массе, предпочтительно от 50 до 60% по массе. Способ изготовления полимерной дисперсии описан, например, в ЕР 1916275 А1, касающиеся этого сведения из которой являются частью заявки (включены по ссылке).

Для изготовления дисперсионных порошков водные дисперсии сушатся посредством распылительной сушки в присутствии средства против слеживания, при известных обстоятельствах после добавления к полимерной дисперсии защитных коллоидов, как способствующих сушке агентов. Как правило, способствующий сушке агент (защитный коллоид) используется в общем количестве от 0,5 до 30% по массе относительно полимерных составных частей дисперсии. Подходящими способствующими сушке агентами являются перечисленные ранее как защитные коллоиды вещества. В качестве дополнительных составных частей дисперсионного порошка к полимерной дисперсии могут быть добавлены дополнительные добавки, как, например, пеногасители, гидрофобизирующие средства и реологические добавки. Модифицированные защитным коллоидом и при известных обстоятельствах дополнительными добавками полимерные дисперсии, то есть подлежащую сушке смесь из полимерной дисперсии, защитного коллоида и, при известных условиях, дополнительных добавок на профессиональном жаргоне называют «шпейзой» (Speise) или «Feed».

Подходящие средства против слеживания (средства против спекания) специалисту известны, например алюмосиликаты, такие как каолин, бентонит, пирогенная кремниевая кислота или осажденная кремниевая кислота, которые, при известных обстоятельствах, могут быть гидрофобизированы, тальк, глины, легкий шпат, карбонаты, такие как карбонат кальция, карбонат магния и карбонат кальция/магния, сульфат бария. Могут также использоваться смеси средств против слеживания. Средства против слеживания используются, в общем, в количестве от 0,1 до 30% по массе, предпочтительно от 2 до 30% по массе, особо предпочтительно от 7 до 30% по массе относительно общего веса полимерных компонентов подлежащей распылению полимерной дисперсии. В случае пирогенной кремниевой кислоты или осажденной кремниевой кислоты они используются, предпочтительно, в количестве от 0,1 до 2% по массе относительно полимерных компонентов подлежащей распылению полимерной дисперсии. Доля полимерных составных частей подлежащей распылению полимерной дисперсии складывается из базового полимера полимерной дисперсии и при известных обстоятельствах доли защитного коллоида.

Распылительная сушка происходит в обычных оснащенных распылительным диском установках для распылительной сушки (распылительных сушилках с дисковым распылением), у которых энергия для испарения водной фазы передается путем теплопередачи из осушающего газа на подлежащую сушке полимерную дисперсию (шпейзу). У сушилок с дисковым распылением сушильная башня оснащена дисковым распылителем. Дисковый распылитель имеет узел привода (двигатель), корпус распылителя, который окружает приводной вал, и распылительный диск. Сушка происходит посредством внутреннего перемешивания распыленной полимерной дисперсии с сушильным газом. В качестве сушильного газа, в общем, используется воздух.

Для ускорения сушки сушильный газ предварительно нагревается, предпочтительно до температуры на входе от 130°C до 210°C (горячий воздух). Предпочтительно, также и подлежащая сушке полимерная дисперсия (шпейза) предварительно нагревается, в общем, до температуры от 50°C до 98°C. Предпочтительно, распылительная сушка происходит по принципу прямотока. При этом полимерная дисперсия (шпейза) распыляется посредством дискового распылителя. Распылительный диск может иметь различную геометрию и быть, например, диском с отверстиями, диском с соплами, тарельчатым диском, распылительным колпачком или многорядным диском с отверстиями (цилиндр с отверстиями).

Полимерная дисперсия и сушильный газ вводятся на верхнем конце распылительной сушилки, в общем цилиндрической башни (сушильной башни) объемом до нескольких сотен кубических метров. На нижнем конце высушенный полимерный порошок выносится сушильным газом и отделяется посредством фильтрового сепаратора и/или циклонного сепаратора. Выходная температура сушильного газа составляет примерно от 45°C до 120°C, в зависимости от установки, Tg смолы и желательной степени осушки.

Добавление средства против слеживания происходит, по меньшей мере частично, непрерывно и одновременно, однако пространственно отдельно от подлежащей сушке полимерной дисперсии (шпейзы). Для этого средство против слеживания для сушки подается в сушильную башню по транспортировочному трубопроводу посредством транспортировочного газа, в общем воздуха (транспортировочного воздуха). Скорость транспортировочного газа составляет, в общем, от 20 до 50 м/с, предпочтительно от 30 до 50 м/с.

В способе согласно изобретению содержащий средство против слеживания транспортировочный воздух подается в расположенную на корпусе дискового распылителя кольцевую щель. Кольцевая щель образована расположенной концентрически вокруг корпуса распылителя цилиндрической деталью, которая полностью окружает корпус распылителя и которая заканчивается на расстоянии от верхнего края распылительного диска. В случае формованной детали речь обычно идет о листе (стальной лист). Формованная деталь (лист) окружает корпус распылителя, в общем, в форме цилиндрической трубы на расстоянии, которое соответствует ширине кольцевой щели.

Ширина щели, то есть расстояние формованной детали от корпуса распылителя, составляет предпочтительно от 0,5 см до 10 см, особо предпочтительно от 0,5 см до 5 см. Расстояние нижнего конца формованной детали от верхнего края распылительного диска зависит от габаритов распылительной установки и предпочтительно составляет от 0,01 до 1,0 м до верхнего края распылительного диска.

В одном особо предпочтительном варианте осуществления ограничивающая кольцевую щель формованная деталь (лист) выполнена с возможностью перемещения для оптимизации расстояния до верхнего конца распылительного диска. Обычно выгодно вносить средство против слеживания как можно близко распылительному диску. С другой стороны, добавление не должно происходить так близко к распылительному диску, что средство против слеживания погружается в еще влажные полимерные частицы и таким образом становится неэффективным. С перемещаемой вертикально кольцевой щелью расстояние до верхнего конца дискового распылителя может оптимизироваться для подлежащей сушке полимерной дисперсии и подлежащего применению средства против слеживания.

В общем, через кольцевую щель подводится доля средства против слеживания от 0,5 до 100% по массе. При использовании смеси средств против слеживания можно действовать так, что одно средство против слеживания полностью добавляется через кольцевую щель, а второе средство против слеживания не подводится через кольцевую щель. Доля средства против слеживания, которая не подводится через кольцевую щель, может добавляться к подводимому для сушки горячему воздуху в канале горячего воздуха и/или напрямую подводиться в сушильную башню и/или добавляться к высушенному дисперсному порошку впоследствии, например после фильтровой сепарации и/или циклонной сепарации.

Средства против слеживания с малым насыпным весом <150 г/л, например пирогенная кремниевая кислота, подаются через кольцевую щель в количестве по меньшей мере до 70% по массе, особо предпочтительно до примерно 100% по массе. Эти средства против слеживания используются в относительно небольшом количестве от 0,1 до 5% по массе относительно полимерных составных частей подлежащей распылению полимерной дисперсии.

Подача средства против слеживания через кольцевую щель выгодна, прежде всего, тогда, когда используются относительно небольшие количества средства против слеживания, то есть при предпочтительно от 0,1 до 5% по массе средства против слеживания относительно полимерных составных частей подлежащей распылению полимерной дисперсии. В этом случае также предпочтительно 70% по массе, особо предпочтительно около 100% по массе, подаются через кольцевую щель.

Способ особенно пригоден для обеспечения дисперсионных порошков мелкозернистыми и легкими средствами против слеживания, при известных условиях в смеси с другими средствами против слеживания. Поэтому, предпочтительно, подаются одно или несколько средств против слеживания из группы, содержащей алюмосиликаты, такие как каолин, пирогенную кремниевую кислоту или осажденную кремниевую кислоту, которые, при известных условиях, могут быть гидрофобизированы, и, при известных условиях, в смеси с одним или несколькими другими средствами против слеживания. Размер частиц этих средств против слеживания, предпочтительно, составляет от 0,01 до 5,0 мкм в случае первичных частиц или от 10 до 150 мкм при наличии агломератов (средний размер частиц соответственно определяется посредством лазерной гранулометрии, например измерением светорассеяния в лазерном анализаторе частиц «Beckman Coulter LS»). Насыпной вес подобных средств против слеживания составляет <150 г/л.

Благодаря способу согласно изобретению стало возможным, что добавление средств против слеживания может происходить очень близко к распылительному диску без мешающих встроенных элементов в сушильной башне. Особенно при использовании мелкозернистых или легких средств против слеживания или при использовании малых количеств средств против слеживания этим улучшается покрытие полимерных частиц средствами против слеживания.

Нижеследующие примеры служат для дополнительного разъяснения изобретения.

Пример 1

Распылительная сушка происходила в стандартной башне для распылительной сушки со встроенным дисковым распылителем (сушилке с дисковым распылением) с диском с отверстиями (распылительный диск), аналогичной показанной на чертеже.

Другие технические данные распылительной сушки были следующими: объем башни для распылительной сушки около 500 м³, скорость загрузки около 4200 кг/ч, скорость подачи около 4200 кг/ч, окружная скорость распылительного диска около 140 м/с, количество сушильного воздуха около 50000 м³/ч, скорость транспортировочного газа АВМ 40 м/с, температура сушильного воздуха на входе около 160°C, температура сушильного воздуха на выходе около 80°C.

Распылительной сушке подвергалась водная дисперсия винилацетат/этилен (состав полимера: 80% по массе винилацетата и 20% по массе этилена, содержание твердой фазы дисперсии 52% по массе) после добавления 10% по массе по отношению к сополимеру водного раствора поливинилового спирта с вязкостью по Гепплеру 4 мПа·с (в 4-процентном водном растворе, метод Гепплера при 20°C, DIN 53015) и степенью гидролиза 88 молярных процентов. При этом с помощью воды для разбавления вязкость шпейзы была доведена до 400-500 мПа·с (замерена при 20°C посредством ротационного вискозиметра при 20 об/мин). Шпейза была предварительно нагрета до 95°C. В качестве средства против слеживания добавлялась мелкозернистая высокодисперсная кремниевая кислота (HDK^R Н20) со средним размером частиц от 10 до 250 мкм (средний размер частиц определен посредством лазерной гранулометрии) и в количестве 0,5% по массе относительно твердой доли сополимера и поливинилового спирта. Кремниевая кислота и транспортировочный газ смешивались в сопле Вентури и подавались в кольцевую щель, которая была расположена вокруг корпуса распылителя с шириной щели 4 см, имела вертикальное расстояние от верхнего края распылительного диска 40 см. Дополнительно в качестве средства против слеживания с сушильным воздухом (горячий воздух) добавлялись еще 10% по массе карбоната кальция (Omyacarb^R 5GU) относительно твердой доли сополимера и поливинилового спирта.

Распылительная сушка происходила в течение более чем 2 дней без проблем и давала свободно текучий, устойчивый к слеживанию порошок. Не наблюдалось никаких отложений на стенке сушилки. Количество грубой фракции, которая определялась как частицы порошка крупнее 1000 мкм (такие, которые задерживались ситом с размером отверстия 1000 мкм), составляло 0,1% по массе относительно общего выхода полимерного порошка.

Посредством растровой электронной микроскопии удалось подтвердить, что кремниевая кислота покрывает поверхность частиц полимерного порошка полностью и равномерно.

Сравнительный пример 1:

Поступали как в примере 1, но только весь образующий кольцевую щель лист был демонтирован и все средство против слеживания подводили полностью с сушильным воздухом.

Распылительная сушка хотя и проводилась по-прежнему без перерывов в течение 2 дней, однако количество грубой фракции (частицы порошка крупнее 1000 мкм) было около 2,8% по массе. Кроме того, обследование сушилки после окончания сушки показало наличие умеренно сильных отложений на стенках. Растровая электронная микроскопия показала заметно худшее (неполное) и неоднородное покрытие поверхности частиц кремниевой кислотой.

Пример 2

Поступали как в примере 1 с тем отличием, что вертикальное расстояние до верхнего края распылительного диска было увеличено до 80 см.

Количество грубой фракции составляло 0,4% по массе относительно общего выхода полимерного порошка.

Поверхность полимерных частиц была полностью и равномерно покрыта средством против слеживания.

Пример 3

Поступали как в примере 1 с тем отличием, что к сушильному воздуху не добавляли карбонат кальция.

Количество грубой фракции составляло 0,3% по массе относительно общего выхода полимерного порошка.

Поверхность полимерных частиц была полностью и равномерно покрыта средством против слеживания.

Стабильность порошка против слеживания была хорошей.

Сравнительный пример 2

Поступали как в сравнительном примере 1 с тем отличием, что с сушильным воздухом карбонат кальция не добавляли, а только лишь HDK^R Н20.

На стенках сушилки наблюдались очень сильные отложения. Количество грубой фракции составляло 4,3% по массе относительно общего выхода полимерного порошка.

Поверхность полимерных частиц была не полностью и лишь едва покрыта средством против слеживания.

Стабильность порошка против слеживания была очень плохой.

Пример 4

Поступали как в примере 1 с тем отличием, что вместо высокодисперсной кремниевой кислоты через кольцевую щель добавляли 5% по массе каолина (Burgess No.-20-SD^R), и количество добавляемого с сушильным воздухом карбоната кальция (Omyacarb^R 5GU) уменьшили до 5% по массе.

Количество грубой фракции составляло 0,4% по массе относительно общего выхода полимерного порошка.

Поверхность полимерных частиц была большей частью и однородно покрыта средством против слеживания. Часть каолина погрузилась в полимерные частицы.

Пример 5

Поступали как в примере 4 с тем отличием, что вертикальное расстояние до верхнего края распылительного диска было увеличено до 80 см.

Количество грубой фракции составляло 0,2% по массе относительно общего выхода полимерного порошка.

Поверхность полимерных частиц была полностью и равномерно покрыта средством против слеживания. Лишь очень малое количество частиц каолина погрузились в полимерные частицы.

Сравнительный пример 3

Поступали как в примере 4 с тем отличием, что весь образующий кольцевую щель лист был демонтирован и все средство против слеживания подводили полностью с сушильным воздухом.

Наблюдались умеренно сильные отложения на стенке сушилки. Количество грубой фракции составляло 1,9% по массе относительно общего выхода полимерного порошка.

Поверхность полимерных частиц была не полностью и неравномерно покрыта средством против слеживания.

Стабильность к слеживанию порошка была плохой.

Из сравнения примера 1 или 2 со сравнительным примером V1 видно, что добавление средства против слеживания очень близко к распылительному диску приводит к лучшему покрытию полимерных частиц и образованию меньшего количества грубой фракции. Идентичный результат дает сравнение примера 4 или примера 5 со сравнительным примером V3.

Сравнение примера 3 со сравнительным примером V2 делает особенно ясным, что способ согласно изобретению, особенно при использовании мелкозернистых или легких средств против слеживания, в данном случае HDK^R Н20, и одновременно при использовании небольших количеств средств против слеживания, тем не менее, делает возможным очень хорошее покрытие полимерных частиц, что приводит к хорошей стабильности от слеживания полимерных порошков.

В особо предпочтительном варианте осуществления ограничивающая кольцевую щель формованная деталь (лист) выполнена с возможностью перемещения по вертикали для оптимизации расстояния до верхнего края распылительного диска для подлежащей осушке полимерной дисперсии и подлежащего использованию средства против слеживания. Это было испытано в примере 1 и примере 2 или в примере 4 и примере 5. Для испытанных средств против слеживания, HDK^R Н20 или каолина, могут быть установлены разные расстояния между нижним краем кольцевой щели и верхним краем распылительного диска, когда, например, должно быть минимизировано количество образующейся грубой фракции.

Реферат

Предметом изобретения является способ изготовления дисперсионных порошков посредством распылительной сушки водных полимерных дисперсий и добавления средства против слеживания в сушилке с дисковым распылителем, отличающийся тем, что средство против слеживания подают посредством транспортировочного воздуха, полностью или частично, в кольцевую щель, которая образована расположенной концентрически вокруг корпуса дискового распылителя формованной деталью, и которая заканчивается на расстоянии над верхним краем распылительного диска дискового распылителя. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула