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可再分散乳胶粉的最新生产制备工艺

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  • 上传时间:2018年01月16日

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生产可再分散乳胶粉主要分为两个步骤工艺,即乳液的聚合和干燥。

乳液的聚合:乳液聚合所采用的单体决定了可再分散乳胶粉的类型,用于制备可再分散乳胶粉的聚合物单体主要为烯属不饱和单体,包括各种乙烯酯类和丙烯酸酯类。由于可再分散乳胶粉主要用于建筑结合材和黏合剂中,而醋酸乙烯聚合物具有低廉的价格、较高的黏结强度、无毒无害、生产和使用安全方便等优势,故其在应用于建筑结合材和黏合剂的聚合物乳液中用量最大。

一般来讲,制备可再分散乳胶粉所用的乳液,其聚合方法没有特别的限制,可以使用各种以水为分散介质的乳液聚合方法,但大多推荐使用连续或半连续乳液聚合法,也可以使用种子乳液聚合法,一般使用保护胶体和阴离子或非离子乳化剂,或不用乳化剂。制备可再分散乳胶粉所得的聚合物乳液其固体含量一般在40%~60%左右,可以根据干燥器的性能、产品性能要求和干燥前需要加入的其他助剂量调节合适,对于乙烯—醋酸乙烯共聚型乳液,则应该稀释到40%以下。

为提高可再分散乳胶粉的可再分散性和防止在干燥和贮存时结块,在干燥前一般应加入保护胶体或表面活性剂(乳化剂),使可再分散乳胶粉具有较强的亲水性和对碱的敏感性,最常用的保护胶体是部分水解的聚乙烯醇。聚乙烯醇中含有大量的羟基,耐水性相当差,而且醋酸乙烯聚合物由于其带有极性的酯基和羧基,本身的耐水性,尤其是耐热水性较差。在含有PVA和羧基的可再分散乳胶粉中,可以添加多价金属盐来提高其耐水性,尤其是耐热水性,因为PVA和羧基可与金属盐反应而变得不溶于水,在含有PVA的乳液中,还可以加入醛类,使PVA缩醛而降低其吸水性。除了PVA外,还可以选用其他一些耐水性较好的保护胶体,以保证产品的耐水性,如聚丙烯酸、改性聚丙烯酸等。

在乳液干燥之前,其他一些助剂如消泡剂、增稠剂、憎水剂等,可以和乳液分散体一起干燥。

乳液的干燥:制备可再分散乳胶粉最常用的干燥方法是喷雾干燥法,也可以用减压干燥法和冰冻干燥法。
干燥是可再分散乳胶粉制备中的一个难点,并不是所有的乳液都可以转变成可再分散乳胶粉的,因为必须在高温下将这些室温下就可以成膜甚至发粘的热塑性聚合物乳液转变为可自由流动的粉末,乳液分散体中乳液粒子的直径在数微米左右,在喷雾干燥过程中,乳胶粒子会凝聚,因此通常可再分散乳胶粉的粒径在10um~500um之间,我们从扫描式电子显微镜下可以看到,乳胶粒子凝结形成空心结构。可再分散乳胶粉再分散后,乳胶粒子的直径一般在0.1um~5um之间,由于可再分散乳胶粉在分散时再分散液的乳液粒子粒径分布是可再分散乳胶粉的主要质量指标之一,它决定了可再分散乳胶粉的黏合能力和作为添加剂的各种效果,因为要选用适当的分散和干燥方法,尽量是再分散液的粒子粒径与原来乳液的粒子粒径有相同的分布,以保证再分散液与原来乳液性质相近。

大部分可再分散乳胶粉使用并流式喷雾干燥工艺,即粉料运动方向和热风一致,也有使用逆流式喷雾干燥工艺的,其干燥介质一般使用空气或氮气。由于在喷雾干燥室,乳胶粒子容易出现凝结和变色等问题,因此,要严格控制乳液的添加剂,分散情况、乳液固体含量以及喷雾形式、喷雾压力、雾滴大小、进出口热风温度、风速等工艺因此,一般而言,双喷嘴或多喷嘴的效果和热利用率要优于单喷嘴,一般喷嘴的压力在4*100000pa左右,热风进口温度在100℃~250℃之间,出口温度在80℃左右。加入高岭土、硅藻土、滑石粉等惰性矿物防结块剂,可以防止结块,但如在干燥之前加入,那么防结块可能被聚合物包裹成微胶囊而失去作用,大部分都是在干燥器顶部与乳液分别独立的喷入,但也容易随气流流失和干燥器与输送管道上结壳,较好的加入方法是分成两部分加入,一部分在干燥器上部用压缩空气喷入,另一部分在底部与冷空气一起进入,为防止结块,也可以在乳液聚合时,当聚合达到80%~90%时,对剩余部分进行皂化或是在乳液中加入三聚氰胺-甲醛所何物或是利用某种乳化剂乳液。
可再分散乳胶粉 
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