El polvo de polímero redispersable suele ser blanco, pero también hay de otros colores. Sus principales ingredientes son los siguientes:
Resina polimérica: Situada en el núcleo de las partículas de polvo de polímero, es también el componente principal del polvo de polímero redispersable, como el etilvinilacetato (EVA), el poliacrilato (PAE), etc.
Aditivos (internos): Desempeñan la función de modificar la resina. Por ejemplo, los plastificantes pueden reducir la temperatura de formación de película de la resina. Normalmente, la resina de copolímero de etilvinilacetato no necesita añadir plastificantes, y no todos los Polímero Redispersable en polvo requieren aditivos.
Coloide protector: Capa de material hidrófilo que envuelve la superficie de las partículas de Polímero Redispersable en polvo. El coloide protector de la mayoría de los polvos de polímero redispersable es el alcohol polivinílico.
Aditivos (externos): Se añaden materiales adicionales para ampliar aún más las prestaciones del Polímero Redispersable en polvo. Por ejemplo, el agente superreductor de agua se añade a algunos polvos de caucho que ayudan a la fluidez. Al igual que los aditivos internos, no se pueden añadir todos los tipos de aditivos. El Polímero Redispersable en polvo contiene este tipo de aditivos.
Antiaglomerante: El agente antiaglomerante es un relleno mineral fino que se utiliza principalmente para evitar que el polvo de polímero redispersable se apelmace durante el almacenamiento y el transporte, y para facilitar el flujo del polvo de polímero redispersable (vertido desde bolsas de papel o camiones cisterna).
Proceso de preparación del Polímero Redispersable en polvo
La producción de Polímero Redispersable en polvo se divide principalmente en dos etapas: polimerización y secado por emulsión.
(1)Polimerización de la emulsión
Los monómeros utilizados en la polimerización en emulsión determinan el tipo de Polímero Redispersable en polvo. Los monómeros poliméricos que preparan el Polímero Redispersable en polvo son principalmente monómeros etilénicamente insaturados, incluidos diversos ésteres vinílicos y acrílicos. Dado que el Polímero Redispersable en polvo se utiliza principalmente en materiales de unión y adhesivos para la construcción, el polímero de acetato de vinilo tiene las ventajas de su bajo precio, alta fuerza de unión, no tóxico e inocuo, y producción y uso seguros y cómodos. Se utiliza en las cantidades más considerables en emulsiones de polímeros en materiales de unión y adhesivos para la construcción.
En general, no existen restricciones particulares sobre el método de polimerización de la emulsión utilizada para preparar el Polímero Redispersable en polvo. Pueden utilizarse diversos métodos de polimerización en emulsión utilizando agua como medio de dispersión, pero la mayoría recomiendan la polimerización en emulsión continua o semicontinua. Generalmente, se utilizan coloides protectores y emulsionantes aniónicos o no iónicos, o ningún emulsionante. El contenido en sólidos de la emulsión polimérica obtenida mediante la preparación de Polímero Redispersable en polvo suele ser del 40% al 60%, que puede ajustarse adecuadamente según el rendimiento del secador, los requisitos de rendimiento del producto y otros aditivos necesarios antes del secado. Para el etilvinilacetato, la emulsión de Copolímero debe diluirse a menos del 40%. Para mejorar la dispersabilidad del Polímero Redispersable en polvo y evitar la aglomeración durante el secado y el almacenamiento, generalmente deben añadirse coloides protectores o tensioactivos (emulsionantes) antes del secado. El Polímero Redispersable en polvo tiene una fuerte hidrofilia y sensibilidad a los álcalis. El coloide protector más utilizado es el alcohol polivinílico parcialmente hidrolizado. El alcohol polivinílico contiene muchos grupos hidroxilos y tiene poca resistencia al agua.
Además, el polímero de acetato de vinilo tiene poca resistencia al agua hirviendo debido a sus grupos éster polar y carboxilo. En Polímero redispersable en polvo que contiene PVA y grupos carboxilo, pueden añadirse sales metálicas multivalentes para mejorar su resistencia al agua, especialmente al agua caliente, porque el PVA y los grupos carboxilo pueden reaccionar con las sales metálicas y volverse insolubles en agua. También pueden añadirse aldehídos para convertir el PVA en acetal y reducir su absorción de agua en la emulsión. Además del PVA, también pueden utilizarse otros coloides protectores con buena resistencia al agua para garantizar la resistencia al agua del producto, como el ácido poliacrílico y el ácido poliacrílico modificado.
Antes de secar la emulsión, pueden secarse junto con ella otros aditivos, como antiespumantes, espesantes y agentes hidrófobos.
(2) Secado de la emulsión
El secado por pulverización es el método de secado más utilizado para preparar polvo de polímero redispersable. También pueden utilizarse el secado al vacío y la liofilización.
El secado es un punto problemático en la preparación del Polímero Redispersable en polvo. No todas las emulsiones pueden convertirse en Polímero Redispersable en polvo porque estas emulsiones de polímeros termoplásticos que pueden formar películas o incluso volverse pegajosas a temperatura ambiente deben procesarse a altas temperaturas y transformarse en un polvo que fluya libremente. El diámetro de las partículas de la emulsión en dispersión es de unas pocas micras. Durante el proceso de secado por pulverización, las partículas de polímero se aglomeran, por lo que el tamaño de partícula del polvo de polímero redispersable suele estar entre 10 μm y 500 μm. Estudiándolo desde un microscopio electrónico de barrido (SEM.) ), se puede observar que las partículas de látex se condensan para formar una estructura hueca. Una vez redispersado el Polímero Redispersable en polvo, el diámetro de las partículas de polímero suele oscilar entre 0,1 μm y 5 μm. Dado que el Polímero Redispersable en polvo está disperso, la distribución del tamaño de las partículas de látex del líquido de redispersión es el principal indicador de calidad del Polímero Redispersable en polvo. En primer lugar, determina la capacidad aglutinante del Polímero Redispersable en polvo y sus diversos efectos como aditivo. Por lo tanto, deben seleccionarse los métodos de dispersión y secado adecuados para intentar que el tamaño de las partículas del líquido redispersado sea el mismo que el de la emulsión original. Distribución para garantizar que las propiedades de la redispersión sean similares a las de la emulsión original.
La mayoría de los polímeros redispersables en polvo utilizan un proceso de secado por pulverización en contracorriente; es decir, la dirección de movimiento del polvo coincide con la del aire caliente. Algunos también utilizan un proceso de secado por pulverización en contracorriente, y el medio de secado suele ser aire o nitrógeno. Dado que las partículas de polímero son propensas a problemas como la coagulación y la decoloración durante el secado por pulverización, es necesario controlar estrictamente los aditivos de la emulsión, las condiciones de dispersión, el contenido de sólidos de la emulsión, la forma de pulverización, la presión de pulverización, el tamaño de las gotas, la temperatura del aire caliente de entrada y salida, la velocidad del viento y otros factores del proceso. En general, el efecto y la tasa de utilización del calor de las boquillas dobles o múltiples es mejor que el de una sola boquilla. Generalmente, la presión de la boquilla es de unos 4×105Pa, la temperatura de entrada del aire caliente está entre 100℃~250℃, y la temperatura de salida es de unos 80℃. La adición de caolín, tierra de diatomeas, talco y otros agentes antiaglomerantes minerales inertes puede evitar el apelmazamiento. Sin embargo, si se añaden antes del secado, el antiaglomerante puede quedar envuelto en microcápsulas por los polímeros y perder su efecto. La emulsión se pulveriza por separado desde la parte superior del secador, pero se pierde fácilmente con el flujo de aire y forma costras en el secador y los tubos de salida. Una forma mejor de añadirla es hacerlo en dos partes y pulverizar una parte en la parte superior del secador con aire comprimido. La otra parte entra con aire frío por la parte inferior. Para evitar la aglomeración, la parte restante puede saponificarse durante la polimerización de la emulsión cuando ésta alcance entre el 80% y el 90%, o puede añadirse a la emulsión condensado de melamina-formaldehído. O utilizar alguna loción emulsionante.
