Hintergrundtechnik
Redispergierbares Gummipulver ist ein weißes, festes Pulver, das durch Sprühen und Trocknen von Speziallatex hergestellt wird. Es wird hauptsächlich als wichtiger Zusatzstoff für „Tausend-Misch-Mörtel“ und andere Trockenmörtelzusätze für die Wärmedämmung von Außenwänden im Bauwesen verwendet. Das üblicherweise verwendete feuerfeste Latexpulver ist ein Copolymer aus Vinylacetat. Es handelt sich um ein weißes Pulver, das leicht gleitet und sich gut in Wasser dispergieren lässt, um eine stabile Emulsion mit den gleichen Eigenschaften wie der ursprüngliche Latex zu bilden. Als unverzichtbarer Zusatzstoff in Trockenmörtelprodukten spielt redispergierbares Latexpulver eine wichtige Rolle in zementgebundenem Trockenmörtel. Es verbessert die Haftfestigkeit und Kohäsion des Materials, die elastische Biegefestigkeit und die Biegefestigkeit, die Frost-Tau-Beständigkeit, die Witterungsbeständigkeit, die Dauerhaftigkeit und die Verschleißfestigkeit. Es verbessert die Hydrophobie des Materials und reduziert die Wasseraufnahme. Es verbessert die Verarbeitbarkeit und verringert die Materialschwindung. Rissbildung wird wirksam verhindert. (I) Verbesserung der Haftfestigkeit und Kohäsion
Bei Trockenzementmörtelprodukten ist die Zugabe von redispergierbarem Gummipulver unerlässlich. Dadurch werden die Haftfestigkeit und der Zusammenhalt des Materials deutlich verbessert. Dies liegt am Eindringen der Polymerpartikel in die Poren und Kapillaren der Zementmatrix und der daraus resultierenden guten Kohäsionsfestigkeit nach der Hydratation mit dem Zement. Dank der ausgezeichneten Haftung des Polymerharzes selbst verbessert es die Haftung von Zementmörtelprodukten auf Untergründen, insbesondere die Haftung anorganischer Bindemittel wie Zement auf organischen Untergründen wie Holz, Fasern, PWC und PS. Die Verbesserung von Eigenschaften mit geringer Haftung ist besonders deutlich.
Verbesserte Biege- und Zugfestigkeit
Im nach der Hydratation des Zementmörtels entstehenden starren Gerüst ist der Polymerfilm elastisch und zäh und wirkt wie ein bewegliches Gelenk zwischen den Zementmörtelpartikeln. Dadurch kann er hohen Verformungsbelastungen standhalten und die Spannung reduzieren. Dies führt zu einer verbesserten Zug- und Biegefestigkeit.
Verbesserte Stoßfestigkeit
Redispergierbares Latexpulver ist ein thermoplastisches Harz. Der weiche Film, der die Oberfläche der Mörtelpartikel bedeckt, kann die Einwirkung äußerer Kräfte absorbieren und sich entspannen, ohne zu brechen, wodurch die Schlagfestigkeit des Mörtels verbessert wird.
Verbesserung der Hydrophobie und Reduzierung der Wasseraufnahme
Die Zugabe von redispergierbarem Latexpulver kann die Mikrostruktur von Zementmörtel verbessern. Dessen Polymer bildet während der Zementhydratation ein irreversibles Netzwerk, verschließt die Kapillaren im Zementgel, blockiert die Wasseraufnahme, verhindert das Eindringen von Wasser und verbessert die Wasserdichtigkeit.
Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit
Die Zugabe von redispergierbarem Gummipulver erhöht die Kompaktheit zwischen Zementmörtelpartikeln und Polymerfilm. Die dadurch gesteigerte Kohäsionskraft verbessert die Scherfestigkeit des Mörtels, reduziert den Verschleiß, erhöht die Verschleißbeständigkeit und verlängert seine Lebensdauer.
Verbesserung der Frost-Tau-Stabilität und wirksame Vorbeugung von Materialrissen
Redispergierbares Latexpulver kann dank seiner thermoplastischen Eigenschaften die durch die thermische Ausdehnung und Kontraktion des Zementmörtels verursachten Schäden aufgrund von Temperaturänderungen kompensieren. Dadurch werden die Nachteile von herkömmlichem Zementmörtel, wie z. B. hohes Trockenschwinden und Rissbildung, überwunden, was zu einer höheren Flexibilität und somit zu einer verbesserten Langzeitstabilität führt. Allerdings bestehen im Herstellungsprozess von redispergierbarem Latexpulver nach dem Stand der Technik Probleme. Die Latexpartikel sind nicht gleichmäßig und fein genug, und es kommt während der Produktion, des Transports und der Lagerung leicht zu Agglomerationen. Dies beeinträchtigt die Anwendungseigenschaften.
Dieser Prozess kann durch folgende technische Lösungen realisiert werden: ein Herstellungsverfahren für redispergierbares, rückdispergiertes Latexpulver, wobei folgende Materialien gemäß den angegebenen Gewichtsprozenten formuliert werden: Polymeremulsion 72–85 %; Schutzkolloid 4–9 %; Trennmittel 11–15 %; funktionelle Additive 0–5 %; hergestellt durch das folgende Verfahren
a) Herstellung des Schutzkolloids: Im Reaktionskessel wird das Schutzkolloidpulver in der entsprechenden Menge nicht mit Wasser vermischt und erhitzt, bis es zu einem Klebstoff mutiert. Anschließend wird ein Entschäumer hinzugefügt, die Mischung wird erneut erhitzt und warmgehalten, bis ein transparentes, viskoses Schutzkolloid entsteht, dessen Viskosität 2500 as und dessen Feststoffgehalt 19,5-20,5 % beträgt.
b. Herstellung der Dispersion: Das vorbereitete Schutzkolloid in den Herstellungskessel geben, anschließend die Polymeremulsion in der benötigten Menge zugeben, gleichmäßig vermischen, dann Entschäumer zugeben und mit Wasser die Viskosität auf 70–200 Ma/s und den Feststoffgehalt auf 39–42 % einstellen. Die Mischung auf 50–55 °C erwärmen.
C, zur Verwendung;
C, Sprühtrocknung: Der Sprühtrocknungsturm wird geöffnet. Sobald die Temperatur des Zulaufs am oberen Ende des Turms 140–150 °C erreicht hat, wird die vorbereitete Dispersion mittels einer Schneckenpumpe zum Zulauf gefördert. Dort wird die Dispersionsflüssigkeit durch eine Hochgeschwindigkeits-Zentrifugalzerstäuberscheibe in Mikrotröpfchen mit einem Durchmesser von 10–100 µm zerstäubt. Gleichzeitig werden die Mikrotröpfchen durch einen Heißluftstrom schnell erhitzt, dem auch das Trennmittel zugesetzt wird. Durch die Erhitzung der Mikrotröpfchen und die damit einhergehende Viskositätserhöhung lagert sich das Trennmittel an die Tröpfchen an. Anschließend verdampft das Wasser in den Mikrotröpfchen durch den Heißluftstrom schnell vollständig, wodurch ein Gas-Feststoff-Gemisch entsteht.
d) Kühlung und Trennung: Die Temperatur des Luftauslasses des Sprühtrocknungsturms wird auf 79–81 °C gehalten. Das Gas-Feststoff-Gemisch wird schnell über den Luftauslass am Boden des Sprühtrocknungsturms abgeführt und nach der Kühlung in einen Großbeutelfilter geleitet. Das im Luftstrom enthaltene Pulver wird abgetrennt und anschließend klassiert und gesiebt, um das fertige redispergierte Latexpulver zu erhalten. Spezifische Ausführungsformen: Eine bestimmte Menge sauberes Wasser wird in einen sauberen Reaktor gegeben und auf ca. 50 °C erhitzt. Der Rührmechanismus wird eingeschaltet. Anschließend wird Schutzkolloidpulver entsprechend 25 % der Wassermenge langsam zugegeben, um ein Agglomerieren des Pulvers zu verhindern. Das Pulver darf nicht an die Reaktorwand gelangen. Nach vollständiger Zugabe wird ein Entschäumer entsprechend 1 % der Gesamtmenge zugegeben. Es wird ein Entschäumer auf Silikonbasis empfohlen. Die Zufuhröffnung wird verschlossen und der Reaktor auf ca. 95 °C erhitzt. Nach einstündiger Isolierung soll die Flüssigkeit im Reaktor zu einem transparenten, viskosen Klebstoff ohne weiße Partikel verfestigt werden. Anschließend werden Probenahme, Viskosität und Feststoffgehalt geprüft. Die Viskosität sollte etwa 2500 a/s und der Feststoffgehalt 19,5–20,5 % erreichen. Das vorbereitete Schutzkolloid wird in den Mischkessel gegeben, gefolgt von der Polymeremulsion im entsprechenden Verhältnis. Schutzkolloid und Emulsion werden gleichmäßig vermischt. Anschließend wird ein Entschäumer in angemessener Menge (ca. 0,1 % der Gesamtmenge) hinzugefügt. Der Entschäumer ist selbst zu verwenden. Emulgiertes Silikon-Desinfektionsmittel
Schaumbildner zugeben und mit Wasser die Viskosität auf 70–200 Pa·s und den Feststoffgehalt auf 39–42 % einstellen. Die Temperatur auf 50–55 °C erhöhen. Probenahme durchführen, gebrauchsfertig.
Das Wasser in den Tropfen wird durch den Hochtemperatur-Luftstrom schnell verdunstet. Anschließend wird das Gas-Feststoff-Gemisch rasch aus dem Trockenturm abgeführt, wobei die Temperatur am unteren Luftauslass der Trocknungsanlage zwischen 79 °C und 81 °C gehalten wird. Nach dem Austritt aus der Trocknungsanlage wird dem Gas-Feststoff-Gemisch entfeuchtete, 5 °C kalte Luft zur Abkühlung zugeführt. Der pulverhaltige Luftstrom wird in einen Großschlauchfilter geleitet und dort mittels Zyklonabscheidung und Filtration abgetrennt. Das abgetrennte Pulver wird klassiert und gesiebt, um redispergierbare Latexpartikel zu gewinnen.
1.000 kg Dispersionsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 42 % werden unter einem bestimmten Druck in den Trockenturm transportiert. Gleichzeitig werden 51 kg Trennmittel nach dem oben beschriebenen Verfahren hinzugegeben. Anschließend wird durch Sprühen getrocknet und Feststoff und Gas werden getrennt. So erhält man eine Pulverausbeute von 461 kg mit geeigneter Feinheit.
Veröffentlichungsdatum: 27. Februar 2023