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Die
Erfindung betrifft lagerstabile Teilchenzusammensetzungen aus Polysacchariden
und/oder Polysaccharidderivaten und zumindestens einem synthetischen
Polymerisat, ein Verfahren zur Herstellung lagerstabiler Teilchenzusammensetzungen
sowie deren Verwendung in Baustoffgemischen.
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Polysaccharide
und/oder Polysaccharidderivate, insbesondere Celluloseether werden
vielseitig eingesetzt, z.B, als Verdickungs- und Wasserrückhaltemittel
sowie als Schutzkolloid und Filmbildner. Einsatzbereiche liegen
z.B. in der Herstellung von Bau-, Anstrich- und Klebstoffen, kosmetischen
und pharmazeutischen Präparaten
(z. B. von Zahnpasten), Nahrungs- und Genussmitteln und als Hilfsmittel
für Polymerisationsprozesse.
[Römpp
Lexikon Chemie – Version
2.0, CD-ROM, Georg Thieme Verlag, Stuttgart / New York, 1999].
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Die
Herstellung von Celluloseethern ist bekannt [Ullmann's encyclopedia of
industrial chemistry, Verlag Chemie, Weinheim / New York, (5.) A
5, 468-473].
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Polysaccharide
und/oder Polysaccharidderivate, insbesondere Celluloseether werden
in Baustoffgemischen wie z.B. Putzen, Mörteln, Dünnbettklebern und Spachtelmassen
häufig
zusammen mit synthetischen Polymerisaten verwendet. Die verwendeten
Mengen des Polymerisates betragen bis zu 25 Gew.-%, bezogen auf
das Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat. Die synthetischen
Polymerisate beeinflussen in der Baustoffmischung verschiedene dem
Fachmann vertraute Eigenschaften wie z.B. die Verarbeitbarkeit.
Beispiele für
solche synthetischen Polymerisate sind z.B. in der DE-A-100 13 577
sowie in der EP-A- 0 530 768 erwähnte
Polyacrylamide.
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Diese
synthetischen Polymerisate sind in der fertigen Baustoffmischung
in deutlich geringeren Mengen als z.B. ein Celluloseether enthalten
und können
vorteilhaft in einem Blend mit dem Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat
der Baustoffmischung zugesetzt werden. Die synthetischen Polymerisate,
insbesondere Polyacrylamide und Polyacrylamidderivate können nach
dem Stand der Technik in fester Form dem gemahlenen Polysaccharid
und/oder Polysaccharidderivat, zugemischt werden, wie z.B. in
DE A 3 913 518 beschrieben.
Besonders synthetische Polymerisate oder Polymerisatgemische, die
in geringen Mengen von ca. 0,01 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Polysaccharid
und/oder Polysaccharidderivat, eingesetzt werden, können aufgrund
ihres geringen Anteils an der Baustoffmischung nur mit erheblichem
Aufwand getrennt von dem Polysaccha rid und/oder Polysaccharidderivat
dosiert und in der gesamten Mischung gleichmäßig verteilt werden.
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Die
Dosierung der synthetischen Polymerisate durch Vermengung mit dem
Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat, insbesondere Celluloseether,
in Pulverform vor der Zugabe zum Baustoffgemisch hat einige Nachteile:
Unterscheiden
sich das Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat und das synthetische
Polymerisat in der Korngrößenverteilung
oder in der Dichte, kann bei Transport und Lagerung sowie der Handhabung
eine Entmischung eintreten, die zu einer inhomogenen Verteilung
des synthetischen Polymerisates führen kann.
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Darüber hinaus
wird unter bestimmten Bedingungen eine Abnahme der Verdickungswirkung
der synthetischen Polymerisate im Baustoffgemisch beobachtet. Dieser
Effekt tritt insbesondere in Gips-gebundenen Systemen auf, wenn
die Lagerdauer des Gemisches einige Monate beträgt. Während ein Polysaccharid und/oder
Polysaccharidderivat, z.B. ein Celluloseether, unter den im Baustoffgemisch
herrschenden Bedingungen seine Wirkung behält, verliert das synthetische
Polymerisat nach einiger Zeit, z.B. 6-12 Monaten, oft seine Wirkung.
Dies ist vermutlich auf die Einwirkung von Feuchtigkeit zurückzuführen, wodurch
hydrolysierbare Bindungen in dem synthetischen Polymerisat gespalten
werden. Zieht man den im Baustoffgemisch herrschenden hohen pH-Wert
und die dort anwesenden mehrwertigen Ionen, insbesondere Calcium-
und Aluminiumionen in Betracht, so sind auch durch Basen hervorgerufene
chemische Reaktionen bzw. Komplexierungs-Reaktionen denkbar, die
für den
Wirkungsverlust der synthetischen Polymerisate verantwortlich sein könnten.
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Beispielsweise
wird der Wirkungsverlust von Polyacrylamiden und Polyacrylamidderivaten
in Gips enthaltenden Baustoffsystemen durch feuchtwarme Bedingungen
begünstigt,
wie sie etwa bei langen Transportwegen (Schiffstransport) und in
den wärmeren
Klimazonen auftreten. Es ist nicht bekannt, ob der Wirkungsverlust
dieser Polymerisate auf Kettenabbau, auf Hydrolyse der Amidbindungen,
auf Komplexierung des Polyacrylamidderivates durch Kationen oder
auf andere Ursachen zurückzuführen ist.
[Marcus J. Caulfield, Greg G. Qiao, and David H. Solomon; „Some Aspects
of the Properties and Degradation of Polyacrylamides"; Chem. Rev. 2002,
102, 3067 – 3083,
Shufu Peng, Chi Wu; „Light
Scattering Study of the Formation and Structure of Partially Hydrolyzed
Poly(acrylamide)/Calcium (II) Complexes"; Macromolecules 1999, 32, 585 – 589].
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Es
besteht ein Bedarf an Zusammensetzungen aus Polysacchariden und/oder
Polysaccharidderivaten und zumindestens einem synthetischen Polymerisat,
welche die genannten Nachteile nicht aufweisen.
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Es
sind Verfahren bekannt, die einen Teil der genannten Nachteile vermeiden.
In der DE-A-100 41 311 wird ein Verfahren zur Additivierung von
Celluloseethern offenbart, nach dem eine Methylhydroxyethylcellulose mit
einem redispergierten Polyvinylacetat-Ethylen Copolymer über mehrere
Stunden intensiv verknetet wird. Dieses Verfahren weist den Nachteil
auf, dass die scherempfindliche Ausgangsware durch die Verknetung
einen erheblichen Viskositätsverlust
erleidet. Das Verfahren ist somit unwirtschaftlicher als die herkömmliche Pulver-Vermischung.
Um einen Celluloseether mit gleicher Endviskosität wie bei einer vergleichbaren
Pulver-Mischung zu erhalten, muss ein teurerer Zellstoff eingesetzt
werden, um so den Polymerkettenabbau des Celluloseethers zu kompensieren.
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Ebenfalls
können
wasserlösliche
oder wasserdispergierbare synthetische Polymerisate, die durch Hydrolyse
abspaltbare Gruppen enthalten, wegen der begrenzten Lagerstabilität in Gegenwart
von Wasser nicht in großen
Mengen oder über
einen längeren
Zeitraum bevorratet werden.
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Hochviskose
Lösungen
oder Suspensionen von Polymeristaen, die z.B. eine Viskosität von > 1000 mPa·s aufweisen,
können
darüber
hinaus nur mit großem
Aufwand hergestellt und gefördert
werden und können
daher nur unter erheblichem technischen Aufwand in den Celluloseether
eingearbeitet werden.
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Der
Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine lagerstabile Zusammensetzung
aus Polysacchariden und/oder Polysaccharidderivaten und zumindestens
einem synthetischen Polymerisat, wie sie in den unterschiedlichsten
Anwendungen, z.B. in Baustoffgemischen eingesetzt werden, bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß gelingt
es, auch solche Polymerisate in Teilchenzusammensetzungen lagerstabil einzuarbeiten,
die bisher wegen ihres schleichenden Wirkungsverlustes bei der Lagerung
nur eingeschränkt verwendet
werden konnten.
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Die
oben geschilderten Nachteile, welche mit der Abmischung von Pulvern
einhergehen, können durch
die Zugabe des synthetischen Polymerisates, welches bevorzugt in
fester Form eingesetzt wird, zu einem wasserfeuchten Polysaccharid
und/oder Polysaccharidderivat, wie z.B. einem Celluloseether und
anschließende
Homogenisierung, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser, vermieden
werden.
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Die
Erfindung betrifft daher Teilchenzusammensetzungen, enthaltend Polysaccharide
und/oder Polysaccharidderivate und zumindestens ein synthetisches
Polymerisat sowie gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe, dadurch gekennzeichnet,
dass
- A) die Teilchen aus mehreren Festphasen
gebildet werden, wobei
- B) die Festphase des synthetischen Polymerisates in der Festphase
der Polysaccharide und/oder Polysaccharidderivate enthalten ist.
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Die
Festphase der Polysaccharide und/oder Polysaccharidderivate enthält also
die Festphase des synthetischen Polymerisates, so dass in vorteilhafter
Weise keine Entmischungserscheinungen und auch keine unerwünschten
Wirkungsverluste des synthetischen Polymerisates z.B. durch Einwirkung
weiterer Zusatzstoffe, Sauerstoff oder Feuchtigkeit zu erwarten
sind.
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Im
Sinne der Erfindung werden unter Polysacchariden z.B. Stärke oder
Cellulose, unter Polysaccharidderivaten derivatisierte, d.h. mit
zusätzlichen
Atomgruppen kovalent verbundene Polysaccharide wie z.B. Stärkeether
oder Celluloseether verstanden. Celluloseether sind dabei bevorzugt
einzusetzen. Von den Celluloseethern besonders bevorzugt sind dabei
in siedendem Wasser unlösliche
Celluloseether, insbesondere Methylhydroxyethylcellulose.
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Als
synthetisches Polymerisat werden dabei bevorzugt Verbindungen mit
hydrolysierbaren Gruppen, wie z.B. Ester-, Amid-, Urethangruppierungen
eingesetzt.
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Besonders
bevorzugt werden Polyacrylamide oder Poyacrylamidderivate verwendet.
Es können
beispielsweise teilverseifte Polyacrylamide und Copolymere aus Acrylamid
und Alkalimetall-Acrylaten
mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1·106 bis
10·106 g/mol eingesetzt werden.
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Üblicherweise
enthält
die erfindungsgemäße Teilchenzusammensetzung
von 0,01 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt
1 bis 6 Gew.-%, des synthetischen Polymerisates, bezogen auf das
trockene Poysaccharid oder Polysaccharidderivat.
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Das
synthetische Polymerisat wird bevorzugt in Form von z. B. Pulver,
Flocken, Gries oder Granulat dem wasserfeuchten Polysaccharid oder
Polysaccharidderivat untergemischt. Die Vermischung wird üblicherweise
bei Temperaturen unterhalb von 100°C durchgeführt, insbesondere bei Temperaturen
unterhalb des Flockpunktes, wenn ein Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat
mit einem thermischen Flockpunkt in Wasser eingesetzt wird. Geeignete
Mischaggregate können
kontinuierlich oder dikontinuierlich betrieben werden.
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Bevorzugt
liegt das Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat in Form eines
wasserfeuchten Filterkuchens vor. Grundsätzlich können aber auch mit anderen
Lösungsmitteln
und -gemischen versetzte Polysaccharide und/oder Polysaccharidderivate,
z.B. Celluloseether verwendet werden, wenn diese mit organischen Lösungsmitteln
oder -gemischen gereinigt wurden. Beispielsweise kann auch eine
mit einem Gemisch aus Ethylalkohol und Wasser gereinigte Hydroxyethylcellulose
verwendet werden.
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Wird
ein Celluloseether mit thermischem Flockpunkt in Wasser eingesetzt,
wird vorteilhaft ein wasserfeuchter Filterkuchen verwendet. Der
Wassergehalt des Polysaccharides und/oder Polysaccharidderivates
vor der Zugabe des synthetischen Polymerisates sollte bei 30 – 80 Gew.-%,
bevorzugt zwischen 50 und 70 Gew.-% liegen. Dazu muss gegebenenfalls
nach der Filtration Wasser hinzugefügt werden.
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Das
Gemisch aus Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat und synthetischem
Polymerisat wird nach der Vermischung einer Homogenisierungsvorrichtung
zugeführt
und gegebenenfalls vor oder während der
Homogenisierung mit Wasser versetzt. Geeignete Homogenisierungsapparaturen
sind in der DE-A-100 09 411 auf der Seite 4, Zeilen 26 bis Zeile
54 genannt. Bevorzugt werden kontinuierlich arbeitende Apparaturen, in
denen die Zusammensetzung homogenisiert wird. Besonders bevorzugt
sind unter dem Begriff Schnecken- oder Strangpresse bekannte Vorrichtungen
sowie Schneckenpumpen. In vielen Fällen reicht es aus, die das Gemisch
in einer 1- oder 2-Wellen
Schnecke zu homogenisieren, die stirnseitig mit einem Lochblech
versehen ist (z.B. ein Fleischwolf).
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Für die Lösung der
Aufgabe ist es nicht entscheidend, ob die Apparatur kontinuierlich
oder diskontinuierlich betrieben wird. Gegebenenfalls können vor,
nach oder während
dieses Verfahrensschrittes weitere synthetische Polymerisate, Hilfsstoffe
oder Modifikatoren in Mengen von bis zu 50 Gew.-%, bevorzugt jedoch
in untergeordneten Mengen von etwa bis zu 10 %, bezogen auf die
Gesamtmasse, zugegeben werden.
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Während der
Homogenisierung werden bis zu 2, bevorzugt bis zu 1,5, besonders
bevorzugt 1 – 1,5 Gewichtsteile
Wasser pro Gewichtsteil Zusammensetzung aus Polysaccharid und/oder
Polysaccharidderivat und synthetischem Polymerisat zugegeben.
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Die
auf diese Weise erzeugte Masse wird getrocknet und gemahlen. Bevorzugt
wird das Produkt einer Mahltrocknung unterworfen. Die erzeugte Masse
aus Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat und synthetischem
Polymerisat weist eine im Allgemeinen nicht unter dem Eigengewicht
frei fließende
Konsistenz auf. Die Masse sollte dennoch so plastisch sein, dass
sie mit den Händen
deformierbar ist.
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Welche
Konsistenz innerhalb der angegebenen Bandbreite die vorteilhafteste
ist, hängt
stark von dem Celluloseether und dem synthetischen Polymerisat sowie
dem Wassergehalt und dem Mahlverfahren ab. Die jeweils beste Einstellung
muss durch Versuche ermittelt werden.
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Beispielsweise
wird bei der Verwendung von Celluloseethern mit einem thermischen
Flockpunkt in Wasser und anschließender Mahlung in einer sieblosen
Hochdrehzahl-Gasstrom-Prallmühle,
wie z. B. in DE-A-100 09 409 beschrieben, ein Wassergehalt der homogenisierten
Masse von 50 – 80
Gew.-%, bevorzugt 65 – 78
Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, eingestellt. Der Wassergehalt
kann jedoch in Abhängigkeit von
Menge und Zusammensetzung des synthetischen Polymerisates variieren
und muss durch geeignete Versuche für jede Teilchenzusammensetzung
von Polysacchariden und/oder Polysaccharidderivaten mit einem synthetischen
Polymerisat ermittelt werden.
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Der
erfindungsgemäßen Zusammensetzung
können
gegebenenfalls nach der Mahlung noch weitere Zusatzmittel in fester
und / oder flüssiger
Form zugegeben werden.
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Bei
der nach der Mahlung erhaltenen Teilchenzusammensetzung, mindestens
enthaltend ein Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat und ein
synthetisches Polymerisat, ist das synthetische Polymerisat in dem
Polysaccharid und/oder Polysaccharidderivat verteilt und dadurch
gegenüber
Umwelteinflüssen,
wie z.B. Feuchtigkeit, einem erhöhtem
pH-Wert in einem Baustoffgemisch oder Sauerstoff, geschützt.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Teilchenzusammensetzung
ist die Vermeidung von ungleicher Konzentrierung und Portionierung
des synthetischen Polymerisates im Baustoffgemisch. Damit wird vermieden,
dass Inhomogenitäten
im fertigen Produkt entstehen, wie sie bei der Pulver-Compoundierung
auftreten können.
Außerdem
entfällt
die Bevorratung synthetischer Polymerisate in verschieden Feinheiten.
Entmischungsphänomene
bei der Lagerung und Handhabung der Teilchenzusammensetzung sind
nicht zu erwarten.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
der vorstehend beschriebenen Teilchenzusammensetzung, wobei
- A) zu einem wasserfeuchten Polysaccharid oder
Polysaccharidderivat, bevorzugt mit einem Wassergehalt von 30 – 80 Gew.-%,
ein oder mehrere wasserlösliche
oder wasserdispergierbare synthetische Polymerisate in einer Gesamtmenge
von 0,01 bis 25 Gew.-%, bezo gen auf den trockenen Celluloseether,
in nicht gelöster
Form und gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe gegeben werden und
- B) dieses Gemisch in einer Homogenisierungsapparatur, die bevorzugt
kontinuierlich arbeitet, zu einer Masse verarbeitet wird, wobei
in dieser Verfahrensstufe gegebenenfalls Wasser hinzugefügt wird
und
- C) die erhaltene Masse gemahlen und getrocknet oder zuerst getrocknet
und dann gemahlen oder einer Mahltrocknung unterworfen wird.
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Auf
die Lagerung und Förderung
von Lösungen,
Suspensionen oder Dispersionen der Polymerisate kann bei diesem
Verfahren verzichtet werden. Dieses Verfahren ist wegen der kurzen
Kontaktzeit mit Wasser besonders geeignet für wasserlösliche oder wasserdispergierbare
synthetische Polymerisate. Besonders vorteilhaft ist dieses Verfahren
für die
Einarbeitung wasserlöslicher
oder wasserdispergierbarer synthetischer Polymerisate, die hydrolysierbare
Bindungen enthalten, z.B. Polyacrylamide und Polyacrylamidderivate.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der vorstehend
genannten Teilchenzusammensetzungen als Verdicker in Baustoffmischungen
wie z.B. Putzen, Spachtelmassen, Dünnbettklebern sowie Mörtelmischungen.
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Die
Werte für
DSMethyl und MSHydroxyethyl wurden
nach der Zeisel-Methode bestimmt.
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Die
angegebenen Viskositäten
wurden mit einem Rotationsviskosimeter vom Typ Haake RV 100, System
M500, Messeinrichtung MV, bei einem Schergefälle von 2,55 s–1 durchgeführt. Die
Lösungen
enthielten, sofern nicht anders angegeben, 2 Gew.-% Celluloseether
in Wasser.
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Prozentangaben
bedeuten Gewichtsprozent, sofern nicht anders angegeben.
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Für die Bestimmung
der Sieblinien wurden die Celluloseether mittels einer Siebmaschine
nach DIN 4188 ausgesiebt.
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Beispiel 1
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In
einem handelsüblichen
Mischwerk mit horizontaler Welle (Fa. Drais) wird eine wasserfeuchte
MHEC (35 kg; DSMethyl 1,86; MSHydroxyethyl 0,27;
Wassergehalt 56 Gew.-%), mit einem Acrylamid-Acrylat Copolymer (0,92 kg; Polyacrylamid
A; Acrylat-Anteil 20 – 40
mol-%), versetzt. Anschließend
wird bis zu einem Wassergehalt von 72-73 Gew.-% unter Mischen Wasser
hinzugefügt.
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Die
so erhaltenen Masse wird in einen Rührbehälter mit vertikaler Mischwelle
eingetragen. Die Rührflügel der
Mischwelle sind so angeordnet, dass eine Presswirkung in Richtung
der am Behälterboden
angebrachten, mit einer Lochblende versehenen Austragsschnecke erzielt
wird. Die Behälterwand
ist mit Stromstörern
versehen, um ein Mitdrehen der Masse zu verhindern. Das Mahlgut
wird durch die Lochblende gepresst und aufgefangen und das derart
homogenisierte Mahlgut wird wieder in den Rührbehälter gefüllt.
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Das
Mahlgut wird anschließend
aus dem Rührbehälter über die
Austragsschnecke in eine handelsübliche
Hochdrehzahl-Gasstrom-Prallmühle
gefördert
und mittels erhitztem Gas-Gemisch gleichzeitig mit der Mahlung getrocknet.
Das Produkt wird über
einen der Mühle
nachgeschalteten Zyklon abgeschieden und, nach Abtrennung des Grobanteils > 315 μm mittels
Rüttelsieb,
gesammelt.
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Die
gleiche wasserfeuchte MHEC wird für Vergleichszwecke ohne Zusatz
von Polyacrylamid auf einen Wassergehalt von 72 – 73 Gew.-% angefeuchtet und
wie die erfindungsgemäße Zusammensetzung
gemahlen und getrocknet.
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Beispiel 2
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Eine
wasserfeuchte MHEC (48 kg; DSMethyl 1,55;
MSHydroxyethyl 0,27) wird wie in Beispiel
1 beschrieben, mit Polyacrylamid A (0,93 kg), versetzt. Der Wassergehalt
nach der Zugabe des Polyacrylamides A, bezogen auf die gesamte Trockenmasse,
betrug 70 Gew.-%. In einer weiteren Versuchseinstellung wird ein
Acrylamid-Acrylat Copolymer mit einem Acrylat-Anteil von ca. 5 – 10 mol-%
(Polyacrylamid B) verwendet. Anschließend wird die Masse, wie in
Beispiel 1 beschrieben, in den Rührbehälter gefüllt, homogenisiert
und gemahlen.
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Die
gleiche wasserfeuchte MHEC wird für Vergleichszwecke ohne Zusatz
eines synthetischen Polymerisates auf einen Wassergehalt von 70
Gew.-% angefeuchtet und wie die erfindungsgemäße Zusammensetzung gemahlen
und getrocknet.
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Je
1 kg eines homogenisierten Gels der Teilchenzusammensetzung 2 und
3 werden vor der Mahlung dem Rührbehälter entnommen,
in einem Umluft – Trockenschrank
bei 55°C
getrocknet und in einer mit einem 0,5 mm Sieb versehenen Labor-Siebmühle (Fa.
Alpine) gemahlen.
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Beispiel 3
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Eine
wasserfeuchte MHEC (DSMethyl 1,55; MSHydroxyethyl 0,26; Wassergehalt 58 Gew.-%),
vermischt mit 4,8 Gew.-% Polyacrylamid B wird kontinuierlich in
eine 2-Wellenschnecke gefördert.
Der 5 Produktstrom wird auf 18-20 kg/h eingestellt. Die 2-Wellenschnecke
weist einen Schneckendurchmesser von 60 mm und eine Länge von
1200 mm auf. Durch eine Bohrung im Mantel der Schnecke werden 8-9
l/h Wasser zudosiert.
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Das
so erzeugte Gemisch passiert eine Lochplatte mit Bohrungen von ca.
1 cm Durchmesser und wird in eine 1-Wellenschnecke gefördert. Diese
Schnecke beschickt über
eine weitere Lochblende 10 eine handelsübliche sieblose Hochdrehzahl-Gasstrom-Prallmühle, in
der das Produkt mittels erhitztem Gas-Gemisch gleichzeitig mit der
Mahlung getrocknet wird.
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In
einem weiteren Versuch wird wie vorstehend verfahren, mit dem Unterschied
dass Polyacrylamid A eingesetzt wird und 5 l/h Wasser dosiert werden.
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In
einem Vergleichsbeispiel wird kein Polyacrylamid eingesetzt.
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Beispiel 4
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sDie
wasserfeuchte MHEC aus dem voranstehenden Beispiel (DSMethyl 1,55;
MSHydroxyethyl 0,26; Wassergehalt 59,4 Gew.-%
) wird in einem Labor-Kneter der Fa. Werner & Pfleiderer, Typ UK 4-III 1 mit Z-Schaufeln, mit
10 Gew.-% Polyacrylamid A, bezogen auf trockene MHEC, versetzt.
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Anschließend wird
die Masse auf einen Wassergehalt von 70,5 Gew.-% angefeuchtet und
60 min. geknetet. Das Produkt wird in einem Umluft – Trockenschrank
bei 55°C
getrocknet und in einer mit einem 0,5 mm Sieb versehenen Labor-Siebmühle (Fa.
Alpine) gemahlen.
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Beispiel 5 (Verfahrensvergleich)
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erfindungsgemäß:
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Eine
wasserfeuchte MHEC (DSMethyl 1,57; MSHydroxyethyl 0,25; Wassergehalt 63 Gew.-%),
wird kontinuierlich in eine 2-Wellenschnecke gefördert. Der Produktstrom wird
auf 18-20 kg/h eingestellt. Die 2-Wellenschnecke weist einen Schneckendurchmesser
von 60 mm und eine Länge
von 1200 mm auf. Durch eine Bohrung im Mantel der Schnecke werden
ca. 14 kg/h Wasser zudosiert.
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Das
so erzeugte Gemisch passiert eine Lochplatte mit Bohrungen von ca.
1 cm Durchmesser und wird in eine 1-Wellenschnecke gefördert. Diese
Schnecke beschickt über
eine weitere Lochblende eine handelsübliche sieblose Hochdrehzahl-Gasstrom-Prallmühle, in
der das Produkt mittels erhitztem Gas-Gemisch gleichzeitig mit der
Mahlung getrocknet wird.
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Vergleich mit dem Stand
der Technik:
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In
einem weiteren Vergleichsbeispiel wird der MHEC in Wasser gelöstes Polyacrylamid
A zugesetzt. Durch eine Bohrung im Mantel der Schnecke werden 15
kg/h einer 15 gew.%-igen viskosen Lösung des Polyacrylamids A in
Wasser zudosiert. Dazu ist es erforderlich, eine Zahnradpumpe einzusetzen.
Die Mahlung war wegen starker Stromschwankungen in der Mühle nicht
möglich.
Die erzeugte Masse war erkennbar inhomogen und bestand aus gelöstem Polyacrylamid
und nahezu unverändertem
Celluloseether.
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Beispiel 6
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In
einem Vergleichsversuch wurde die ungeknetete wasserfeuchte MHEC-Ausgangsware
aus dem voranstehenden Beispiel ohne Zusatz von Polyacrylamid verarbeitet.
Dazu wurde die Ausgangs ware ohne weitere Bearbeitung direkt in einem
Umluft – Trockenschrank
bei 55°C
getrocknet und in einer mit einem 0,5 mm Sieb versehenen Labor-Siebmühle (Fa.
Alpine) gemahlen.
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Eine
weitere Probe des Ausgangsmaterials wurde in einem Labor-Kneter,
wie oben beschrieben, auf einen Wassergehalt von 70,5 Gew.-% angefeuchtet
und 60 min. geknetet. Anschließend
wurde auch diese Probe wie die vorhergehende getrocknet und gemahlen.
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Die
Viskosität
des durch Verknetung hergestellten Produktes ist gegenüber ungekneteten,
auf gleiche Weise getrockneten und gemahlenen Ausgangsware deutlich
vermindert. Der gleiche Effekt wird beobachtet, wenn das Polyacrylamid
A geknetet wird.
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Lagerstabilitätstest
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Die
in Beispiel 1 beschriebene Methylhydroxyethylcellulose (Vergleich
1) wurde mit 4,6 Gew.-% Polyacrylamid A, das in Beispiel 1 verwendet
wurde, intensiv trocken vermischt (Vergleichsabmischung 1).
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Diese
Abmischungen wurden mit der erfindungsgemäßen Teilchenzusammensetzung
1 verglichen. Die anwendungstechnische Prüfung der Abmischungen bzw.
der erfindungsgemäßen Teilchenzusammensetzung
hinsichtlich ihrer Lagerstabilität
erfolgte in einem anwendungsnahen Gipsspachtel-System.
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Hierzu
wurden zu der gebrauchsfertigen Gipsmischung die erfindungsgemäßen Teilchenzusammensetzung
1 bzw. die Vergleichsabmischung 1 (0,5 Gew.-%) trocken zugemischt.
Für die
Testung der Lagerstabilität
wurden ein Teil der Trockenmischungen aus Gipsspachtel-Grundmischung
und Additiv über
einen Zeitraum von 10 Tagen in Polyethylenbeuteln luftdicht verschweißt bei 40°C im Trockenschrank
und ein anderer Teil als Referenzmaterial in nicht luftdicht verschlossenen
Polyethylenbeuteln im Normklima nach DIN EN 1204 gelagert.
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Die
Beurteilung des Gipsspachtel-Materials erfolgte in einem Handrührtest,
wobei das Andickverhalten und die Standfestigkeit des angerührten Gipsspachtels
beurteilt wurden. Dazu wurde das Trockenmaterial mit der entsprechenden
Menge Anmachwasser versetzt (Wasser/Feststoff-Faktor 0,58) und mit
der Hand angerührt
(Rührdauer
60s), wobei die erste Beurteilung des Spachtel-Materials erfolgte. Nach einer Ruhezeit
von 10 min wurde der Gipsspachtel erneut gerührt und beurteilt. Kriterien
für die
Beurteilung waren Andickverhalten und Standfestigkeit des Gipsspachtels.
Die Referenzmaterialien aus der Normallagerung wurden hinsichtlich Andickverhalten
und Standfestigkeit jeweils mit 100 % beurteilt, entsprechend wurden
verringertes Andicken und Standfestigkeit der warmgelagerten Muster
mit Noten kleiner 100 % bewertet. Der vollständige Verlust der Verdickungswirkung
des Polyacrylamides resultiert in einem Wert von 80 %.
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Die
Tabellen 1 und 2 verdeutlichen die überraschend erhöhte Lagerstabilität bei Einsatz
der erfindungsgemäßen Teilchenzusammensetzung
auch bei kritischen Lagerbedingungen, unter denen für herkömmlich Abmischungen
von Pulvern ein deutlicher Wirkungsverlust zu verzeichnen ist.
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Die
Testergebnisse zeigen für
die Verwendung einer Abmischung von Pulver des Polyacrylamids pulverförmiger Methylhydroxyethylcellulose
in einem stark Calcium-haltigen Baustoffsystem bereits nach dreitägiger Lagerung
einen fast vollständigen
Verlust der Verdickungswirkung. Die erfindungsgemäße Teilchenzusammensetzung
zeigt dagegen eine gleichbleibende Verdickungswirkung auch nach
zehntägiger
Lagerung im Gipsspachtel-System.
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