O pó de polímero redispersível é geralmente branco, mas há também algumas outras cores. Seus principais ingredientes são os seguintes:
Resina de polímero: Localizada no núcleo das partículas de pó de polímero, é também o principal componente do pó de polímero redispersível, como etileno vinil acetato (EVA), poliacrilato (PAE), etc.
Aditivos (internos): Desempenham a função de modificar a resina. Por exemplo, os plastificantes podem reduzir a temperatura de formação de filme da resina. Normalmente, a resina de copolímero de etileno-acetato de vinila não precisa adicionar plastificantes, e nem todo pó de polímero redispersível requer aditivos.
Coloide protetor: Uma camada de material hidrofílico envolvida na superfície das partículas de pó de polímero redispersível. O coloide protetor da maioria dos pós de polímero redispersível é o álcool polivinílico.
Aditivos (externos): Materiais adicionais são adicionados para ampliar ainda mais o desempenho do pó de polímero redispersível. Por exemplo, o agente super redutor de água é adicionado a alguns pós de borracha que auxiliam o fluxo. Assim como os aditivos internos, nem todo tipo de aditivo pode ser adicionado. O pó de polímero redispersível contém esse tipo de aditivo.
Agente antiaglomerante: O agente antiaglomerante é um enchimento mineral fino usado principalmente para evitar que o pó do polímero redispersível se aglomere durante o armazenamento e o transporte e para facilitar o fluxo do pó do polímero redispersível (despejo de sacos de papel ou caminhões-tanque).
Processo de preparação do pó de polímero redispersível
A produção do pó de polímero redispersível é dividida principalmente em duas etapas: polimerização e secagem da emulsão.
(1) Polimerização de emulsão
Os monômeros usados na polimerização em emulsão determinam o tipo de pó de polímero redispersível. Os monômeros de polímero que preparam o pó de polímero redispersível são principalmente monômeros etilenicamente insaturados, incluindo vários ésteres de vinil e acrílico. Como o pó de polímero redispersível é usado principalmente na construção de materiais de ligação e adesivos, o polímero de acetato de vinila tem as vantagens de preço baixo, alta resistência de ligação, não tóxico e inofensivo, produção e uso seguros e convenientes. Ele é usado nas quantidades mais consideráveis em emulsões de polímero em materiais de colagem e adesivos de construção.
De modo geral, não há restrições específicas quanto ao método de polimerização da emulsão usada para preparar o pó de polímero redispersível. Podem ser usados vários métodos de polimerização em emulsão usando água como meio de dispersão, mas a maioria recomenda a polimerização em emulsão contínua ou semicontínua. Em geral, são usados coloides protetores e emulsificantes aniônicos ou não iônicos ou nenhum emulsificante. O conteúdo sólido da emulsão de polímero obtida pela preparação do pó de polímero redispersível é normalmente de 40% a 60%, que pode ser ajustado adequadamente de acordo com o desempenho do secador, os requisitos de desempenho do produto e outros aditivos necessários antes da secagem. Para etileno-acetato de vinila, a emulsão de copolímero deve ser diluída para menos de 40%. Para melhorar a dispersibilidade do pó de polímero redispersível e evitar a aglomeração durante a secagem e o armazenamento, geralmente devem ser adicionados coloides protetores ou surfactantes (emulsificantes) antes da secagem. O pó de polímero redispersível tem forte hidrofilicidade e sensibilidade a álcalis. O coloide protetor mais comumente usado é o álcool polivinílico parcialmente hidrolisado. O álcool polivinílico contém muitos grupos hidroxila e tem baixa resistência à água.
Além disso, o polímero de acetato de vinila tem baixa resistência à água em água fervente devido a seus grupos polares de éster e carboxila. Em Redispersible Polymer powder contendo PVA e grupos carboxila, podem ser adicionados sais metálicos multivalentes para melhorar sua resistência à água, especialmente à água quente, porque os grupos PVA e carboxila podem reagir com sais metálicos e se tornar insolúveis em água. Aldeídos também podem ser adicionados para tornar o PVA acetal e reduzir sua absorção de água na emulsão. Além do PVA, outros coloides protetores com boa resistência à água também podem ser usados para garantir a resistência à água do produto, como o ácido poliacrílico e o ácido poliacrílico modificado.
Antes de a emulsão ser seca, outros aditivos, como agentes antiespumantes, espessantes e agentes hidrofóbicos, podem ser secos junto com a dispersão da emulsão.
(2) Secagem da emulsão
A secagem por spray é o método de secagem mais comumente usado para preparar o pó de polímero redispersível. A secagem a vácuo e a liofilização também podem ser usadas.
A secagem é um ponto problemático na preparação do pó de polímero redispersível. Nem todas as emulsões podem ser convertidas em pó de polímero redispersível porque essas emulsões de polímero termoplástico que podem formar filmes ou até mesmo se tornar pegajosas em temperatura ambiente devem ser processadas em altas temperaturas e transformadas em um pó de fluxo livre. O diâmetro das partículas de emulsão na dispersão da emulsão é de cerca de alguns mícrons. Durante o processo de secagem por pulverização, as partículas de polímero se aglomeram, de modo que o tamanho da partícula do pó de polímero redispersível geralmente fica entre 10 μm e 500 μm. Nós o estudamos com um microscópio eletrônico de varredura (SEM). No microscópio eletrônico de varredura (MEV), pode-se observar que as partículas de látex se condensam para formar uma estrutura oca. Depois que o pó de polímero redispersível é redisperso, o diâmetro das partículas de polímero geralmente fica entre 0,1 μm e 5 μm. Como o pó de polímero redispersível é disperso, a distribuição do tamanho das partículas de látex do líquido de redispersão é o principal indicador de qualidade do pó de polímero redispersível. Em primeiro lugar, ela determina a capacidade de ligação do pó de polímero redispersível e seus vários efeitos como aditivo. Portanto, métodos adequados de dispersão e secagem devem ser selecionados para tentar fazer com que o tamanho da partícula do líquido redisperso seja igual ao da emulsão original. Distribuição para garantir que as propriedades da redispersão sejam semelhantes às da emulsão original.
A maioria dos polímeros em pó redispersíveis usa um processo de secagem por pulverização em co-corrente, ou seja, a direção do movimento do pó é consistente com o ar quente. Alguns também usam um processo de secagem por pulverização em contracorrente, e o meio de secagem geralmente usa ar ou nitrogênio. Como as partículas de polímero são propensas a problemas como coagulação e descoloração durante a secagem por pulverização, é necessário controlar rigorosamente os aditivos da emulsão, as condições de dispersão, o conteúdo sólido da emulsão, a forma de pulverização, a pressão da pulverização, o tamanho da gota, a temperatura do ar quente de entrada e saída, a velocidade do vento e outros fatores do processo. De modo geral, o efeito e a taxa de utilização de calor de bicos duplos ou múltiplos são melhores do que os de um único bico. Geralmente, a pressão do bocal é de cerca de 4×105Pa, a temperatura de entrada do ar quente está entre 100℃~250℃ e a temperatura de saída é de cerca de 80℃. A adição de caulim, terra diatomácea, talco e outros agentes antiaglomerantes minerais inertes pode evitar a aglomeração. Entretanto, se adicionado antes da secagem, o agente antiaglomerante pode ser envolvido em microcápsulas por polímeros e perder seu efeito. A emulsão é pulverizada separadamente a partir da parte superior do secador, mas se perde facilmente com o fluxo de ar e forma crostas no secador e nos tubos de distribuição. Uma maneira melhor de adicioná-la é dividi-la em duas partes e pulverizar uma parte na parte superior do secador com ar comprimido. A outra parte entra com ar frio na parte inferior. Para evitar a aglomeração, a porção restante pode ser saponificada durante a polimerização da emulsão quando a polimerização atingir 80% a 90% ou o condensado de melamina-formaldeído pode ser adicionado à emulsão. Ou use uma loção emulsificante.