用于生產(chǎn)分散體粉末的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種通過(guò)在旋轉(zhuǎn)霧化干燥器中噴霧干燥聚合物水分散體并且加入防粘劑來(lái)生產(chǎn)分散體粉末的方法，其特征在于，通過(guò)輸送空氣將防粘劑全部或部分輸送到環(huán)形間隙，所述環(huán)形間隙由圍繞旋轉(zhuǎn)霧化器的殼體同心布置的模具形成，并且終止于旋轉(zhuǎn)霧化器的霧化器盤(pán)的上邊緣上方的一定距離處。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于生產(chǎn)分散體粉末的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過(guò)在旋轉(zhuǎn)霧化干燥器中噴霧干燥聚合物水分散體來(lái)生產(chǎn)分散體粉末(分散粉末)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分散體粉末是可通過(guò)噴霧干燥相應(yīng)的聚合物水分散體獲得的聚合物粉末。在此，在可再分散在水中的分散體粉末和不具有這種性質(zhì)的那些分散體粉末之間加以區(qū)別。通常，在助干劑(干燥助劑)(通常為保護(hù)膠體)和防粘劑的存在下，通過(guò)干燥相應(yīng)的聚合物水分散體來(lái)獲得水可再分散聚合物粉末。由于保護(hù)膠體的量，使得由于聚合物顆粒被水溶性保護(hù)膠體顆粒包覆，從而使得在干燥操作期間首先阻止了聚合物顆粒的不可逆粘附。其次，當(dāng)將聚合物粉末分散在水中時(shí)再溶解的該保護(hù)膠體基質(zhì)具有使具有初始分散體的顆粒尺寸的聚合物顆粒再次存在于水再分散體中的效果。
[0003]尤其是在基于具有<25°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物的分散體粉末的情況下，為了最小化粉末阻塞，并且為了改善自由流動(dòng)和流動(dòng)性，在生產(chǎn)它們的過(guò)程中將防粘劑(抗結(jié)劑)加入到分散體粉末中。
[0004]防粘劑(ABA)起確保在噴霧干燥之后獲得的聚合物粉末(分散體粉末)的自由流動(dòng)和儲(chǔ)存穩(wěn)定性的作用。特別地，當(dāng)預(yù)期由于聚合物的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或高吸濕性使得粉末阻塞或在干燥器壁上結(jié)塊時(shí)，防粘劑是分散體粉末的主要組分。更具體地，由于相對(duì)低的團(tuán)聚體形成，使得具有防粘劑的顆粒表面的粉化還降低了粗顆粒的比例，這使得在整體干燥操作以及粉末的性能(例如，自由流動(dòng)和儲(chǔ)存穩(wěn)定性)上具有非常有利的影響。
[0005]這種分散體粉末用于`許多種應(yīng)用中，包括用于涂敷組合物以及用于各種不同基板的粘合劑。一個(gè)實(shí)例是用作用于顆粒天然材料的結(jié)合粉末(來(lái)自瓦克化學(xué)(Wacker ChemieAG)的VinneXR粉末)。在用于建筑的化學(xué)制品中，普遍、頻繁結(jié)合礦物粘合劑使用它們(來(lái)自瓦克化學(xué)(Wacker Chemie AG)的VinnapasK粉末)。它們的實(shí)例是建筑粘合劑,尤其是瓷磚粘合劑、底灰和砂漿化合物、涂漆、油灰化合物、流平化合物、絕熱復(fù)合系統(tǒng)和接縫砂漿。水可再分散的分散體粉末的優(yōu)點(diǎn)尤其在于在預(yù)加工、可儲(chǔ)存的干混物中可選地與無(wú)機(jī)粘合劑如水泥一起選擇使用它們，并且在于選擇使它們僅在使用之前通過(guò)加入水便可隨時(shí)立即使用。相比于漿料形式的體系，這種干混物可以更容易地運(yùn)輸(沒(méi)有水含量)并且提供儲(chǔ)存方面的優(yōu)點(diǎn)，例如不敏感于霜凍并且抵抗微生物的侵?jǐn)_。
[0006]在已知的噴霧干燥器中，通過(guò)在減壓下借助于單相噴嘴通常在干燥器的上端將聚合物分散體(進(jìn)料)霧化，或使用兩相噴嘴噴嘴或多相噴嘴將其與壓縮空氣一起霧化，或通過(guò)旋轉(zhuǎn)霧化器將其霧化來(lái)生產(chǎn)分散體粉末。對(duì)于通過(guò)旋轉(zhuǎn)霧化器的噴霧干燥，EP690278A1提出了用旋轉(zhuǎn)霧化干燥器的霧化器盤(pán)以下的輸送氣體引入防粘劑。為了該目的，在輸送管線(xiàn)中用橫向穿過(guò)干燥器的輸送氣體將防粘劑傳導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)霧化器。這種結(jié)構(gòu)具有的缺點(diǎn)在于橫向管道非常易于污染，并且剛性結(jié)構(gòu)阻礙干燥器的操作。例如，這種結(jié)構(gòu)阻止使用清潔鼓風(fēng)機(jī)清掃干燥器壁。[0007]解決的問(wèn)題在于提供用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)霧化器噴霧干燥聚合物水分散體與加入防粘劑的方法，通過(guò)該方法獲得了具有防粘劑的相當(dāng)均勻并且完全覆蓋的聚合物顆粒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種通過(guò)在旋轉(zhuǎn)霧化干燥器中噴霧干燥聚合物水分散體并且加入防粘劑來(lái)生產(chǎn)分散體粉末的方法，其特征在于，通過(guò)壓縮空氣將防粘劑全部或部分輸送到環(huán)形間隙中，所述環(huán)形間隙由圍繞旋轉(zhuǎn)霧化器的殼體同心設(shè)置的圓柱形的成形部分形成，并且終止于霧化器盤(pán)(霧化器盤(pán))的上邊緣上方的一定距離處。
[0009]將用于分散體粉末的基礎(chǔ)聚合物以其聚合物水分散體的形式引入從而用于噴霧干燥。用于分散體粉末的合適的基礎(chǔ)聚合物是基于選自包括具有I至15個(gè)碳原子的羧酸的乙烯基酯、具有含有I至15個(gè)碳原子的無(wú)支鏈或支鏈醇的羧酸的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、烯烴和二烯、乙烯基芳烴或鹵乙烯(乙烯基鹵化物)的組的一種或多種烯屬不飽和單體的那些。
[0010]優(yōu)選的乙烯基酯是乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、乙酸-1-甲基乙烯基酯、新戊酸乙烯酯以及具有5至13個(gè)碳原子的α -支化的單羧酸的乙烯基酯，例如VeoVa9K或VeoValOK (Momentive的商品名稱(chēng))。特別優(yōu)選的是乙酸乙烯酯。
[0011]優(yōu)選的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯是具有I至15個(gè)碳原子的無(wú)支鏈或支鏈醇的酯如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸降冰片酯。特別優(yōu)選的是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯以及丙烯酸-2-乙基己酯。
[0012]優(yōu)選的烯烴或二烯是乙烯、丙烯以及1，3- 丁二烯。優(yōu)選的乙烯基芳烴是苯乙烯和乙烯基甲苯。優(yōu)選的鹵乙烯是氯乙烯。
[0013]可選地，基于基礎(chǔ)聚合物的總重量，還可以共聚按重量計(jì)0.05%至50%，優(yōu)選按重量計(jì)1%至10%的輔助單體。輔助單體的實(shí)例是烯屬不飽和單羧酸和二羧酸；烯屬不飽和甲酰胺；烯屬不飽和磺酸或其鹽；預(yù)交聯(lián)的共聚單體如多烯屬不飽和共聚單體；后交聯(lián)的共聚單體如N-羥甲基丙烯酰胺、環(huán)氧官能化的共聚單體、硅官能化的共聚單體。
[0014]合適的均聚物和共聚物的實(shí)例是乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯與乙烯的共聚物、乙酸乙烯酯與乙烯以及一種或多種另外的乙烯基酯的共聚物、乙酸乙烯酯與一種或多種另外的乙烯基酯的共聚物、乙酸乙烯酯與乙烯以及丙烯酸酯的共聚物、乙酸乙烯酯與乙烯以及氯乙烯的共聚物、氯乙烯和乙烯以及可選的一種或多種另外的乙烯基酯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-1，3- 丁二烯共聚物。
[0015]優(yōu)選的是乙酸乙烯酯均聚物；乙酸乙烯酯與按重量計(jì)1%至50%的來(lái)自在羧酸基團(tuán)中具有I至12個(gè)碳原子的乙烯基酯如丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯，具有5至13個(gè)碳原子的α -支鏈羧酸的乙烯基酯如VeoVa9K、VeoValOE, VeoValIe的組的一種或多種另外的共聚單體的共聚物；乙酸乙烯酯與按重量計(jì)1%至40%的乙烯的共聚物；乙酸乙烯酯與按重量計(jì)1%至40%的乙烯以及按重量計(jì)1%至50%的來(lái)自在羧酸基團(tuán)中具有I至12個(gè)碳原子的乙烯基酯如丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯，具有5至13個(gè)碳原子的α -支鏈羧酸的乙烯基酯如VeoVa9\ VeoValOK、VeoValIe的組的一種或多種另外的共聚單體的共聚物；乙酸乙烯酯、按重量計(jì)1%至40%的乙烯以及優(yōu)選地按重量計(jì)1%至60%的具有I至15個(gè)碳原子的無(wú)支鏈或支鏈醇的(甲基)丙烯酸酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸-2-乙基己基酯的共聚物；具有按重量計(jì)30%至75%的乙酸乙烯酯、按重量計(jì)1%至30%的月桂酸乙烯酯或具有5至13個(gè)碳原子的α-支鏈羧酸的乙烯基酯、以及按重量計(jì)1%至30%的具有I至15個(gè)碳原子的無(wú)支鏈或支鏈醇的(甲基)丙烯酸酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸-2-乙基己基酯的共聚物，所述共聚物還可以包括按重量計(jì)1%至40%的乙烯；與在羧基基團(tuán)中具有I至12個(gè)碳原子的一種或多種乙烯基酯(如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯)，具有5至13個(gè)碳原子的α -支鏈羧酸的乙烯基酯(如VeoVa9K、VeoValOK、VeoVal 1K)、按重量計(jì)1%至40%的乙烯以及按重量計(jì)1%至60%的氯乙烯的共聚物，其中，所述聚合物還可以各自以提及的量包括所提及的輔助單體，并且在所有情況下按重量計(jì)％的數(shù)字共計(jì)為按重量計(jì)100%。
[0016]還優(yōu)選的是(甲基)丙烯酸酯聚合物，如丙烯酸正丁酯或丙烯酸-2-乙基己基酯的共聚物、或甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸-2-乙基己基酯以及可選的乙烯的共聚物；具有(與)來(lái)自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、以及丙烯酸-2-乙基己基酯的組的一種或多種單體的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；苯乙烯-1，3- 丁二烯共聚物；其中，所述聚合物還可以以提及的量包括所及的輔助單體，并且在所有情況下按重量計(jì)％的數(shù)字總計(jì)為按重量計(jì)100%。
[0017]通常，進(jìn)行共聚單體的單體選擇以及按重量計(jì)的比例的選擇從而產(chǎn)生_50°C至+50°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。能夠以已知方式通過(guò)差示掃描量熱法(DSC)來(lái)測(cè)定聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。還可以通過(guò)Fox方程式預(yù)先計(jì)算Tg作為近似值。根據(jù)Fox T.G.,Bull.Am.Physics Soc.1, 3,第 123 頁(yè)(1956):!/Tg=X1ZTg^X2ZTg2+...+xn/Tgn,其中，Xn 是單體η的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(由wt./100的％)，并且Tgn是以開(kāi)爾文計(jì)的單體η的均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。均聚物的Tg值列于聚合物手冊(cè)(Polymer Handbook)第二版，J.Wiley & Sons, NewYork (1975)中。
[0018]優(yōu)選地，通過(guò)乳液聚合方法來(lái)制備基礎(chǔ)聚合物。聚合溫度優(yōu)選在40°C到10(TC之間，更優(yōu)選在60°C到90°C之間。在氣態(tài)共聚單體如乙烯、1，3- 丁二烯或氯乙烯的共聚作用中，通常還可以在5巴和100巴之間的壓力下操作。
[0019]優(yōu)選地，利用水溶性引發(fā)劑或常用于乳液聚合的氧化還原引發(fā)劑組合物來(lái)引發(fā)聚合。[0020]在保護(hù)膠體和/或乳化劑的存在下來(lái)實(shí)現(xiàn)聚合。用于聚合的合適的保護(hù)膠體是聚乙烯醇；聚乙烯醇縮醛；聚乙烯吡咯烷酮；水溶性的多糖，如淀粉(直鏈淀粉和支鏈淀粉)，纖維素以及它們的羧甲基、甲基、羥乙基、羥丙基衍生物，糊精和環(huán)糊精；蛋白質(zhì)，如酪蛋白或酪蛋白酸鹽、大豆蛋白質(zhì)、明膠；木素磺酸鹽；合成聚合物，如聚(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯與羧基官能化的共聚單體單元的共聚物、聚(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯基磺酸以及它們的水溶性共聚物；三聚氰胺-甲醛磺酸鹽、萘-甲醛磺酸鹽、苯乙烯-馬來(lái)酸共聚物和乙烯基醚-馬來(lái)酸共聚物。優(yōu)選的是使用具有80mol%至100mol%的水解水平的部分水解或完全水解的聚乙烯醇，尤其是具有80mol%至95mol%的水解水平并且在4%水溶液中具有ImPas至30mPas的Hdppler粘度(在20°C下Ηδρρ丨er方法，DIN53015)的部分水解的聚乙烯醇。[0021]如果在乳化劑的存在下實(shí)現(xiàn)聚合，則基于單體的量，乳化劑的量按重量計(jì)為1%至5%。合適的乳化劑是陰離子、陽(yáng)離子或非離子乳化劑，例如陰離子型表面活性劑，如具有8至18個(gè)碳原子的鏈長(zhǎng)的烷基硫酸鹽；在疏水基團(tuán)中具有8至18個(gè)碳原子并且具有至多40個(gè)環(huán)氧乙燒或環(huán)氧丙烷單兀的烷基或烷基芳基釀硫酸鹽；具有8至18個(gè)碳原子的烷基_或烷基芳基磺酸鹽；磺基琥珀酸與一元醇或烷基酚的酯和單酯；或非離子型表面活性劑，如具有8至40個(gè)環(huán)氧乙烷單元的烷基聚乙二醇醚或烷基芳基聚乙二醇醚。
[0022]在完成聚合時(shí)，可以通過(guò)使用已知方法的后聚合(通常通過(guò)氧化還原催化劑引發(fā)的后聚合)除去殘余單體。還可以?xún)?yōu)選在減壓下通過(guò)蒸餾除去揮發(fā)性的殘余單體，并且可選地，在使惰性?shī)A帶氣體如空氣、氮?dú)饣蛩羝ㄟ^(guò)或在其上方通過(guò)時(shí)除去。
[0023]由此可獲得的聚合物水分散體具有按重量計(jì)30%至75%，優(yōu)選按重量計(jì)50%至60%的固體含量。
[0024]例如，在EP1916275A1中描述了用于聚合物分散體的生產(chǎn)方法，其在這方面的細(xì)節(jié)形成本申請(qǐng)的一部分(通過(guò)引用合并于此)。
[0025]為了生產(chǎn)分散體粉末，在防粘劑的存在下，可選地在加入保護(hù)膠體作為聚合物分散體的助干劑之后通過(guò)噴霧干燥來(lái)干燥水分散體。一般而言，基于分散體中的基礎(chǔ)聚合物，以按重量計(jì)0.5%至30%的總量使用助干劑(保護(hù)膠體)。合適的助干劑是以上作為保護(hù)膠體列舉的物質(zhì)?？梢约尤氲骄酆衔锓稚Ⅲw中的分散體粉末的另外的組分是另外的添加劑，例如消泡劑、疏水化劑和流變添加劑。用保護(hù)膠體和可選的另外的添加劑改性的聚合物分散體，即待干燥的聚合物分散體、保護(hù)膠體以及可選的另外的添加劑的混合物在技術(shù)術(shù)語(yǔ)里還被稱(chēng)作“進(jìn)料”。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員已知合適的防`粘劑(抗結(jié)劑)，例如，可以可選地被疏水化的鋁硅酸鹽如高嶺土，膨潤(rùn)土，煅制二氧化硅或沉淀的二氧化硅，滑石，粘土，硫酸鈣，碳酸鹽如碳酸鈣、碳酸鎂和Ca/Mg碳酸鹽，硫酸鋇。還可以使用防粘劑的混合物。在所有情況下，基于待霧化的聚合物分散體的聚合組分的總重量，通常以按重量計(jì)0.1%至30%，優(yōu)選按重量計(jì)2%至30%，更優(yōu)選按重量計(jì)7%至30%的量使用防粘劑。基于待霧化的聚合物分散體的聚合組分，對(duì)于煅制二氧化硅或沉淀的二氧化硅，優(yōu)選以按重量計(jì)0.1%至2%使用。在待霧化的聚合物分散體中的聚合組分的比例由聚合物分散體的基礎(chǔ)聚合物和可選的保護(hù)膠體組分組成。
[0027]在常用的配備有霧化器盤(pán)的噴霧干燥系統(tǒng)(旋轉(zhuǎn)霧化干燥器)中實(shí)現(xiàn)噴霧干燥，其中，用于水相汽化的能量通過(guò)熱傳導(dǎo)由干燥氣體轉(zhuǎn)移至待干燥的聚合物分散體(進(jìn)料)。在旋轉(zhuǎn)霧化干燥器的情況下，干燥塔配備有旋轉(zhuǎn)霧化器。旋轉(zhuǎn)霧化器具有驅(qū)動(dòng)單元(電動(dòng)機(jī))、圍繞傳動(dòng)軸的霧化器殼體、以及霧化器盤(pán)。干燥通過(guò)用干燥氣體噴霧的聚合物分散體的均勻混合來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用的干燥氣體通常是空氣。
[0028]為了加速干燥，優(yōu)選將干燥氣體預(yù)加熱至130°C至210°C的入口溫度(熱空氣)。優(yōu)選地，通常還將待干燥的聚合物分散體(進(jìn)料)預(yù)加熱至50°C至98°C的進(jìn)料溫度。優(yōu)選地，噴霧干燥通過(guò)順流原理來(lái)實(shí)現(xiàn)。這涉及通過(guò)霧化器盤(pán)霧化聚合物分散體(進(jìn)料)。霧化器盤(pán)可以具有不同的幾何形狀，并且可以是，例如多孔盤(pán)、噴嘴盤(pán)、平板盤(pán)，或包括霧化器蓋罩或是多行多孔盤(pán)(多孔轉(zhuǎn)筒)。
[0029]聚合物分散體和干燥氣體在通常為具有可達(dá)幾百立方米的體積的圓柱形塔(干燥塔)的噴霧干燥器的上端進(jìn)入。在下端，用干燥氣體將干燥的聚合物粉末排出，并且通過(guò)過(guò)濾沉淀器和/或旋風(fēng)沉淀器將其分離。根據(jù)系統(tǒng)、樹(shù)脂的Tg以及期望的干燥程度，干燥氣體的出口溫度為約45°c至120°C。
[0030]將防粘劑至少部分連續(xù)并且同時(shí)與待霧化的聚合物分散體(進(jìn)料)空間上單獨(dú)地加入。為了該目的，通過(guò)通常為空氣(輸送氣體)的輸送氣體，在輸送管線(xiàn)中將防粘劑輸送至干燥塔用于干燥。輸送氣體速度通常為20m/s至50m/s,優(yōu)選30m/s至50m/s。
[0031]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，將裝載有防粘劑的輸送空氣從上面輸送至設(shè)置在旋轉(zhuǎn)霧化器的霧化器殼體中的環(huán)形間隙。通過(guò)在圍繞霧化器殼體的同心圓柱體中設(shè)置的成形部分形成環(huán)形間隙，所述環(huán)形間隙完全圍繞霧化器殼體并且終止于霧化器盤(pán)的上邊緣以上的一定距離處。成形部分通常是金屬板(鋼板)。成形部分(金屬板)通常以圓柱形管的形式在對(duì)應(yīng)于環(huán)形間隙的間隙寬度的一定距離處圍繞霧化器殼體。 [0032]間隙寬度，即成形部分距離霧化器殼體的距離優(yōu)選為0.5cm至10cm，更優(yōu)選0.5cm至5cm。成形部分的下端距離霧化器盤(pán)上邊緣的距離取決于噴霧干燥系統(tǒng)的尺寸并且優(yōu)選距離霧化器盤(pán)的上邊緣為0.01m至1.0m。
[0033]在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，約束環(huán)形間隙的成形部分(金屬板)可以豎直移動(dòng)以?xún)?yōu)化距離霧化器盤(pán)的上邊緣的距離。通常，有利的是盡可能靠近霧化器盤(pán)地引入防粘劑。另一方面，不必如此接近霧化器盤(pán)使得防粘劑滲入仍然濕潤(rùn)的聚合物粉末顆粒從而失效地來(lái)實(shí)現(xiàn)加入。利用豎直移動(dòng)的環(huán)形間隙，可以?xún)?yōu)化距離霧化器盤(pán)的上邊緣的距離從而用于使聚合物分散體干燥并且使用防粘劑。
[0034]通常，通過(guò)環(huán)形間隙來(lái)供應(yīng)按重量計(jì)0.5%至100%的比例的防粘劑。當(dāng)使用防粘劑的混合物時(shí)，程序可以是通過(guò)環(huán)形間隙完全加入一種防粘劑而不是將另外的防粘劑進(jìn)料至環(huán)形間隙。例如，在過(guò)濾沉淀和/或旋風(fēng)沉淀之后，可以將未進(jìn)料至環(huán)形間隙的比例的防粘劑加入至供應(yīng)的在熱空氣通道中用于干燥的熱空氣和/或直接輸送到干燥塔中和/或隨后加入至干燥的分散體粉末。
[0035]通過(guò)環(huán)形間隙，以?xún)?yōu)選按重量計(jì)至少70%的程度，更優(yōu)選按重量計(jì)約100%的程度來(lái)供應(yīng)具有<150g/l的低本體密度的防粘劑例如煅制二氧化硅或沉淀二氧化硅?；诖F化的聚合物分散體的聚合組分，優(yōu)選以按重量計(jì)0.1%至5%的相對(duì)小的量來(lái)使用這些防粘劑。
[0036]當(dāng)僅使用相對(duì)小的量的防粘劑時(shí)，即基于待霧化的聚合物分散體的聚合組分，按重量計(jì)0.1%至5%的防粘劑，通過(guò)環(huán)形間隙供應(yīng)防粘劑是尤其有利的。在這種情況下，還可以?xún)?yōu)選按重量計(jì)至少70%，更優(yōu)選按重量計(jì)約100%通過(guò)環(huán)形間隙供應(yīng)。
[0037]該方法尤其適用于精整具有可選地在與另外的防粘劑的混合物中的細(xì)碎且重量輕的防粘劑的分散體粉末。因此，優(yōu)選的是加入來(lái)自包括可以可選地已經(jīng)疏水化的鋁硅酸鹽如高嶺土、煅制二氧化硅或沉淀二氧化硅的組的一種或多種防粘劑，并且可選地以與一種或多種另外的防粘劑的混合物。在一次顆粒的情況下，這些防粘劑的顆粒尺寸優(yōu)選為
0.01ymM 5.0ym ;或者在團(tuán)聚體的存在下，其優(yōu)選為10 μ m至250 μ m (在所有情況下，通過(guò)激光粒度測(cè)量例如通過(guò)Beckman Coulter LS激光粒子分析器中的散射光測(cè)量測(cè)定的平均粒徑)。這種防粘劑的本體密度為<150g/l。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的方法能夠使防粘劑的加入非常接近霧化器盤(pán)而沒(méi)有破壞干燥塔中的內(nèi)部構(gòu)件。特別地，當(dāng)使用細(xì)碎或重量輕的防粘劑時(shí)，或當(dāng)使用小量的防粘劑時(shí)，從而改善了具有防粘劑的聚合物顆粒的覆蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下實(shí)施例用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明:
[0040]實(shí)施例1:
[0041]在具有含有多孔盤(pán)(霧化器盤(pán))的安裝的旋轉(zhuǎn)霧化器(旋轉(zhuǎn)霧化干燥器)且類(lèi)似于圖1的商用噴霧干燥塔中來(lái)實(shí)現(xiàn)噴霧干燥。
[0042]用于噴霧干燥的另外的技術(shù)數(shù)據(jù)如下:噴霧干燥塔的體積為約500m3，進(jìn)料速率為約4200kg/h，霧化器盤(pán)的圓周速度為約140m/s，干燥空氣速率為約50000m3/h，ABA的輸送氣體速度為40m/s，干燥空氣進(jìn)口溫度為約160°C，干燥空氣出口溫度為約80°C。
[0043]在加入基于共聚物按重量計(jì)10%的具有4mPas的Hdppler粘度(在4%的水溶液中，在20°C下Hdppler方法，DIN53015)以及88mol%的水解程度的聚乙烯醇水溶液之后，將乙酸乙烯酯/乙烯的水分散體(按重量計(jì)80%的乙酸乙烯酯和按重量計(jì)20%的乙烯的聚合物組成，分散體的固體含量為按重量計(jì)52%)進(jìn)行噴霧干燥。在該期間，通過(guò)稀釋水將進(jìn)料粘度調(diào)節(jié)至400mPas至500mPas (在20°C下,通過(guò)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)以20rpm測(cè)定)。將進(jìn)料預(yù)加熱至95 °C。使用的防粘劑是具有10 μ m至250 μ m的平均粒徑(通過(guò)激光粒度測(cè)量測(cè)定的平均粒徑)的細(xì)碎、高分散性二氧化硅(HDKk H20)，并且基于共聚物和聚乙烯醇的固體含量，將其以按重量計(jì)0.5%的量加入。二氧化硅和輸送氣體在文丘里噴嘴中混合并且運(yùn)輸至圍繞霧化器殼體設(shè)置、具有4cm的間隙寬度并且具有自霧化器盤(pán)的上邊緣40cm的豎直距離的環(huán)形間隙中。此外，基于共聚物和聚乙烯醇的固體含量，還將按重量計(jì)10%的碳酸鈣(0myacarbK5OT)用干燥空氣(熱空氣)加入作為防粘劑。
[0044]噴霧干燥在2天之內(nèi)在沒(méi)有任何問(wèn)題的情況下實(shí)現(xiàn)并且產(chǎn)生自由流動(dòng)的、阻塞穩(wěn)定的粉末。在干燥器壁上沒(méi)有觀察到結(jié)塊。基于聚合物粉末的總產(chǎn)率，定義為大于1000 μ m的粉末顆粒的篩上料(通過(guò)具有1000 μ m的篩目尺寸的篩子保留下來(lái)的那些)的量為按重量計(jì)0.1%。通過(guò)掃描電子顯微術(shù)，可以驗(yàn)證二氧化硅完全并且均勻覆蓋了聚合物顆粒的顆粒表面。
[0045]比較例1:
[0046]除了卸掉形成環(huán)形間隙的金屬板以及所有防粘劑完全通過(guò)干燥空氣供應(yīng)之外，程序與實(shí)施例1中的相同。
[0047]還可以不間斷地進(jìn)行噴霧干燥2天，但是篩上料(大于1000 μ m的粉末顆粒)的量按重量計(jì)為2.8%。此外，在干燥結(jié)束之后，檢查干燥器顯示出適度嚴(yán)重的壁覆蓋。
[0048]掃描電子顯微術(shù)示出了更差(較不完全)以及較不均勻的具有二氧化硅的顆粒表面的覆蓋。
[0049]實(shí)施例2:
[0050]除了距離霧化器盤(pán)的上邊緣的豎直距離增加至80cm的不同之外，程序與實(shí)施例1中的相同。
[0051]基于聚合物粉末的總產(chǎn)率，篩上料的量按重量計(jì)為0.4%。
[0052]聚合物顆粒的顆粒表面被防粘劑完全并且均勻地覆蓋。[0053]實(shí)施例3:
[0054]除了沒(méi)有通過(guò)干燥空氣加入碳酸鈣的不同之外，程序與實(shí)施例1中的相同。
[0055]基于聚合物粉末的總產(chǎn)率，篩上料的量按重量計(jì)為0.2%。
[0056]聚合物顆粒的顆粒表面被防粘劑完全并且均勻地覆蓋。
[0057]粉末的阻塞穩(wěn)定性良好。
[0058]比較例2:
[0059]除了通過(guò)干燥空氣沒(méi)有加入碳酸鈣而僅加入HDKk H20的不同之外，程序與比較例I中的相同。
[0060]在干燥器壁上觀察到非常明顯的結(jié)塊?；诰酆衔锓勰┑目偖a(chǎn)率，篩上料的量按重量計(jì)為4.3%。
[0061]聚合物顆粒的顆粒表面被防粘劑不完全并且稀疏地覆蓋。
[0062]粉末的阻塞穩(wěn)定性很差。
[0063]實(shí)施例4:
[0064]除了通過(guò)環(huán)形間隙加入按重量計(jì)5%的高嶺土(Burgess N0.-20_SDK)而不是細(xì)碎的二氧化娃以及將通過(guò)干燥空氣加入的碳酸^(OmyacartftOT)的量減少至按重量計(jì)5%的不同之外，程序與實(shí)施例1中的相同。基于聚合物粉末的總產(chǎn)率，篩上料的量按重量計(jì)為0.4%。
[0065]聚合物顆粒的顆粒表面被防粘劑很大程度并且均勻地覆蓋。一些高嶺土沉淀到聚合物顆粒中。
[0066]實(shí)施例5:
[0067]除了距離霧化器盤(pán)的上邊緣的豎直距離增加至80cm的不同之外，程序與實(shí)施例4中的相同。
[0068]基于聚合物粉末的總產(chǎn)率，篩上料的量按重量計(jì)為0.2%。
[0069]聚合物顆粒的顆粒表面被防粘劑完全并且均勻地覆蓋。僅有少數(shù)高嶺土顆粒沉淀到聚合物顆粒中。
[0070]比較例3:
[0071]除了卸掉形成環(huán)形間隙的金屬板以及所有防粘劑完全通過(guò)干燥空氣供應(yīng)的不同之外,程序與實(shí)施例4中的相同。
[0072]在干燥器壁上觀察到適度顯著的結(jié)塊?；诰酆衔锓勰┑目偖a(chǎn)率，篩上料的量按重量計(jì)為1.9%。
[0073]聚合物顆粒的顆粒表面被防粘劑不完全且不均勻地覆蓋。
[0074]粉末的阻塞穩(wěn)定性差。
[0075]從實(shí)施例1或2與比較例Cl的比較中顯而易見(jiàn)的是:以非常接近霧化器盤(pán)的方式加入防粘劑會(huì)導(dǎo)致聚合物顆粒較好的覆蓋并且形成較小的篩上料。通過(guò)實(shí)施例4或?qū)嵤├?與比較例C3的比較顯示出了相同的結(jié)果。
[0076]實(shí)施例3與比較例C3的比較使得尤其清楚的是:根據(jù)本發(fā)明的方法，尤其當(dāng)使用細(xì)碎或重量輕的防粘劑(在此為HDKk H20)并且同時(shí)當(dāng)使用少量的防粘劑時(shí)，仍然能夠用防粘劑很好地覆蓋聚合物顆粒，這導(dǎo)致聚合物粉末的良好的阻塞穩(wěn)定性。
[0077]在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，約束環(huán)形間隙的成形部分(金屬板)可以豎直移動(dòng)以?xún)?yōu)化距離霧化器盤(pán)的上邊緣的距離從而用于聚合物分散體干燥以便使用防粘劑。這在實(shí)施例1和實(shí)施例2，并且在實(shí)施例4和實(shí)施例5中檢驗(yàn)。對(duì)于檢驗(yàn)的防粘劑HDKk H20或高嶺土，例如， 如果最小化形成的篩上料的量，則可以在環(huán)形間隙的下邊緣和霧化器盤(pán)的上邊緣之間設(shè)定不同的距離。
【權(quán)利要求】
1.一種通過(guò)在旋轉(zhuǎn)霧化干燥器中噴霧干燥聚合物水分散體并且加入防粘劑來(lái)生產(chǎn)分散體粉末的方法，其特征在于，通過(guò)壓縮空氣將所述防粘劑全部或部分輸送到環(huán)形間隙中，所述環(huán)形間隙由圍繞旋轉(zhuǎn)霧化器的殼體同心布置的成形部分形成，并且終止于所述旋轉(zhuǎn)霧化器的霧化器盤(pán)的上邊緣上方的一定距離處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，約束所述環(huán)形間隙的所述成形部分能夠豎直移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述環(huán)形間隙的間隙寬度為0.5cm至IOcm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的方法，其特征在于，約束所述環(huán)形間隙的所述成形部分的下端距離所述霧化器盤(pán)的所述上邊緣的距離為0.01至1.0m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述環(huán)形間隙來(lái)供應(yīng)按重量計(jì)0.5%至100%的比例的所述防粘劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的方法，其特征在于，將未輸送到所述環(huán)形間隙中的所述比例的防粘劑加入至在所述熱空氣通道中供應(yīng)用于干燥的所述熱空氣和/或直接加入到干燥塔中和/或隨后加入至干燥的分散體粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述環(huán)形間隙以按重量計(jì)至少70%的程度來(lái)供應(yīng)具有<150g/l的低本體密度的防粘劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 至7所述的方法，其特征在于，基于待霧化的聚合物分散體的聚合組分，加入按重量計(jì)0.1%至5%的防粘劑，并且通過(guò)所述環(huán)形間隙供應(yīng)按重量計(jì)至少70%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的方法，其特征在于，加入一種或多種防粘劑，可選地以與一種或多種另外的防粘劑的混合物，所述一種或多種防粘劑來(lái)自包括可選地已經(jīng)被疏水化的鋁硅酸鹽，如高嶺土、煅制二氧化硅或沉淀二氧化硅的組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述環(huán)形間隙以按重量計(jì)至少70%的程度來(lái)供應(yīng)來(lái)自包括可選地已經(jīng)被疏水化的鋁硅酸鹽如高嶺土、煅制二氧化硅或沉淀二氧化硅的組的所述防粘劑。
【文檔編號(hào)】B05B3/10GK103649179SQ201280035207
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】邁克爾·赫伯特, 約亨·林, 斯特凡·基拉特, 貝恩德·格斯滕貝格爾 申請(qǐng)人:瓦克化學(xué)股份公司