состав, содержащий гипс из установок для очистки дымовых газов от серы, способ его получения

Формула изобретения

1. Состав, содержащий диспергируемый в воде полимер и частицы наполнителя, в качестве которых содержит частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы со значением распределения частиц по размеру х50 в пределах от 13 до 500 мкм, определенным на приборе Sympatec Helos H0720 в изопропаноле.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он содержит частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы, имеющие значение распределения частиц по размеру ×50 в пределах от 30 до 250 мкм.

3. Состав по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы в смеси по крайней мере с еще одним видом частиц наполнителя другого рода.

4. Состав по п.3, отличающийся тем, что в качестве еще одного вида частиц наполнителя он содержит частицы неорганического наполнителя, выбираемого из группы, состоящей из карбоната кальция, диоксида титана, сульфата бария, кварцевой муки, силикагеля, доломита, каолина и смеси из двух или нескольких таких веществ.

5. Состав по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве диспергируемого в воде полимера он содержит полимер, выбираемый из группы, состоящей из полиуретанов, полиакрилатов, полиметакрилатов, сложных полиэфиров, например, сложных поливиниловых эфиров, полистиролов, полибутадиенов, полиамидов, поливинилхлоридов, этилен-винилацетатных сополимеров, стирол-бутадиеновых сополимеров, стирол-акрилонитрильных сополимеров, стирол-акрилатных сополимеров или смеси из двух или нескольких таких полимеров.

6. Состав по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что он содержит не менее 40 мас.% частиц наполнителя.

7. Состав по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что он содержит от 50 до 99 мас.% частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы или смеси, содержащей частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы и не менее еще одного вида частиц неорганического наполнителя другого рода, от 1 до 50 мас.% полимера, от 0 до 49 мас.% воды и от 0 до 49 мас.% других добавок.

8. Способ получения состава, содержащего диспергируемый в воде полимер и частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы с размером частиц ×50 от 13 до 500 мкм, определенным на приборе Sympatec Helos Н0720 в изопропаноле, или смесь частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы и по крайней мере еще одного вида частиц наполнителя другого рода, отличающийся тем, что проводят смешение по крайней мере одного диспергируемого в воде полимера или водной дисперсии, содержащей один или несколько таких полимеров, с частицами гипса из установок для очистки дымовых газов от серы с размером частиц ×50 от 13 до 500 мкм, определенным на приборе Sympatec Helos Н0720 в изопропаноле, или со смесью, состоящей из частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы и по крайней мере еще одного вида частиц неорганического наполнителя другого рода, и при этом к смеси при необходимости прибавляют воду и одну или несколько других добавок, а смешение проводят в одну или в несколько операций в любой последовательности и в любых временных интервалах между отдельными операциями по смешению.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составу, содержащему растворимый в воде полимер или диспергируемый в воде полимер, или смесь двух или нескольких таких полимеров и частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы со значением распределения по размерам частиц ×50 от 13 до 500 мкм, способ получения такого состава и его применение.

Неорганические инертные наполнители и полимерные материалы часто используются в виде их смесей. В зависимости от соотношения масс наполнителя и полимерного материала состоящему из такой смеси конечному продукту можно придавать свойства, которые оказались бы недостижимыми или достижимыми после затраты больших усилий в изделии, состоящем в каждом отдельном случае исключительно из одного из этих материалов (или из одного только полимера или же из одного только наполнителя). Не в последнюю очередь вследствие этого часто преследуется цель получения и применения комбинации из неорганического инертного наполнителя и полимера, поскольку оба материала демонстрируют сильно различающиеся спектры свойств, и тогда их комбинация во многих областях практического использования оказывается не просто желательной, но даже обязательной.

Наполнители, которые как правило состоят из отдельных не связанных между собой частиц материала наполнителя, часто ведут себя по отношению к окружающей их среде как химически инертные вещества. Поэтому переработка таких частиц наполнителя с целью придания им определенной формы часто оказывается возможной только вместе со связующим. В качестве связующего при этом могут найти применение органические или неорганические связующие. Исключением из этого правила являются такие наполнители, которые могут связываться в твердые массы в результате реакции с одним из входящих в состав окружающей среды реагентов. Примерами тому служат гипс в виде ангидрита или соответственно различные известковые соединения, которые могут отверждаться в результате реакции с водой или с диоксидом углерода из окружающего воздуха.

Если вышеназванные самоотверждающиеся наполнители как правило образуют хрупкие твердые массы, то благодаря замене неорганических материалов на полимерные часто появляется возможность получения гораздо более широкого спектра физических и химических свойств. Однако недостатком, связанным с использованием исключительно одного полимера, как правило становится повышенная себестоимость производства по сравнению с использованием неорганических материалов, а также их более низкая твердость и недостаточная химическая инертность, особенно это относится к огнестойкости и пожароопасности.

В этой связи в области строительной индустрии особенно быстро растет потребность в новых материалах, которые сочетают в себе такие положительные качества наполнителей, как химическая стойкость, нечувствительность к термическому воздействию, возможность производства их в широких масштабах при невысокой цене, и положительные качества полимеров. При этом потребность в таких материалах распространяется от средств для нанесения покрытий на поверхности или клеящих веществ, которые как правило наносятся тонким слоем на поверхности различного характера, и шпатлевочных масс или герметиков до полимеров, которые, например, используются в качестве покрытий для силовых электрических кабелей или в качестве материалов для водопроводов.

Так, например, Wirsching, Huller, Hoffmann и Purzer, ZKG INTERNATIONAL, №5, 1995 (48 год выпуска), с.241-256 (Бауферлаг ГмБХ), описывают применение наполнителей из гипса, образующегося в установках для очистки дымовых газов от серы. Эта публикация посвящена в первую очередь применению гипса, образующегося при очистке от серы дымовых газов на электростанциях с отоплением каменным углем, в составе клеев, средств для нанесения покрытий и пластмасс. Перед применением в качестве наполнителя этот гипс тщательно размалывают так, чтобы средний диаметр частиц лежал в пределах приблизительно от 8 до 12 мкм, а диаметр частиц самой крупнозернистой фракции составлял примерно 25-50 мкм.

Патент Японии №76-139114 относится к применению гипса из установок для очистки дымовых газов от серы в качестве пигмента в средствах для нанесения покрытий. В материалах патента описывается состав из оксида титана, гипса, образующегося при очистке дымовых газов от серы, силиката алюминия, сополимера этилена и винилацетата, поливинилацетата, загустителя и воды, представляющий собой белую эмульсию, которая может найти применение в качестве средства для нанесения покрытий.

Содержащие наполнители полимерные материалы часто поступают в продажу и на переработку в виде водных дисперсий. Однако такие материалы в ходе их переработки или после нее часто проявляют отрицательные качества. С одной стороны часто не удается установить вязкость таких дисперсий в области предпочтительных для переработки значений, тогда как с другой стороны после завершения процесса переработки обычно наблюдается заметное изменение объема нанесенной полимерной массы с наполнителем по отношению к моменту ее нанесения. Такое изменение объема может часто соответствовать величине, которую можно было бы ожидать как следствие испарения содержащейся в дисперсии воды.

Такое изменение объема особенно нежелательно для содержащих наполнители полимерных дисперсий, которые должны выполнять функцию по заполнению объема (часто это называют “усадкой” или “усушкой”). Так, например, при нанесении покрытий на поверхности часто преследуется цель сглаживания структурных неровностей основы. В случае шпатлевочных и герметизирующих масс, например, желательно, чтобы заполненные или заделанные пустые пространства и после высыхания как можно более полно занимали тот объем, в который первоначально вносилась дисперсия.

Кроме того, усадка шпатлевочных масс при высыхании часто приводит к образованию трещин в самой шпатлевочной массе, что обычно проявляется не только в виде бросающегося в глаза дефекта, но и часто становится местом проникновения корродирующих соединений или влаги. Часто из-за этого значительно ухудшаются внешний вид и долговечность такой заделки.

Чаще всего содержащие наполнители полимерные материалы используются в качестве клеящих веществ, преимущественно в виде дисперсионных клеящих веществ. Однако такие клеящие вещества чаще всего недостаточно эластичны, что сказывается на долговечности клеевого соединения в напряженном состоянии.

В соответствии с изложенным задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить перечисленные недостатки. Решение поставленной в изобретении задачи представлено составом полимеров, который наряду с растворимыми в воде или диспергируемыми в воде полимерами, или смесью из двух или нескольких таких полимеров включает к тому же частицы наполнителя, причем в качестве частиц наполнителя в нем содержатся частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы, причем распределение по размеру частиц (х50) характеризуется значением среднего диаметра этих частиц в пределах приблизительно от 13 до 500 мкм.

В соответствии с изложенным объектом изобретения является состав, содержащий растворимый в воде полимер или диспергируемый в воде полимер, или смесь из двух или нескольких таких полимеров, а также частицы наполнителя, причем в качестве частиц наполнителя в нем содержатся частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы с значением распределения частиц по размеру ×50 в пределах от 13 до 500 мкм (по данным измерений на приборе Sympatec Helos H0720 в изопропаноле).

Понятие “состав” в рамках настоящего изобретения относится к любой смеси, которая содержит перечисленные выше составные части. При этом речь может идти как о смеси, которая уже находится в соответствующем применению виде (например, к ней уже добавлено соответствующее количество воды), так и о смеси, которая сначала должна быть переведена потребителем в соответствующую применению форму, например это может быть диспергируемый в воде порошок.

Понятие “растворимый в воде полимер или диспергируемый в воде полимер” в рамках настоящего изобретения относится к полимеру, который в смеси с водой образует молекулярно дисперсный раствор, преимущественно стабильный гель или коллоидный раствор или же преимущественно стабильную дисперсию. Способ достижения стабильности вышеназванных водных готовых к применению форм, которая может поддерживаться за счет собственных свойств полимера или в результате добавления таких веществ, как эмульгаторы, стабилизаторы, гелеобразующие компоненты или подобные им вещества, в рамках настоящего изобретения значения не имеет.

Соответствующий изобретению состав может, например, содержать только один определенный растворимый в воде полимер или один определенный диспергируемый в воде полимер. Однако точно также не исключена возможность введения в состав смеси из двух или нескольких растворимых в воде полимеров или смеси из двух или нескольких диспергируемых в воде полимеров. В рамках настоящего изобретения состав может также содержать смесь из одного или нескольких растворимых в воде полимеров и одного или нескольких диспергируемых в воде полимеров.

Растворимость в воде или соответственно способность к самодиспергированию полимеров может быть основана на присутствии в них анионных или катионных групп, которые обычно для достижения этой цели и вводят в состав полимеров. Точно также для достижения растворимости в воде или соответственно диспергируемости в воде в состав используемого в рамках настоящего изобретения полимера могут быть введены неионогенные группы, которые обеспечивают полимеру растворимость в воде или соответственно диспергируемость в воде.

В качестве катионных групп подходят, например, четвертичные аммонийные группы, а в качестве анионных групп подходят в первую очередь кислотные группы.

Так, например, в рамках настоящего изобретения могут найти применение растворимые в воде полимеры, которые образуются в результате полимеризации мономерных составляющих, придающих полимеру способность к растворению в воде. К их числу относятся, например, продукты полимеризации акриловой кислоты и полимеры, образующиеся в результате полиприсоединения алкиленоксидов. Точно также возможно использование полимеров, которые “самодиспергируются” в воде. Понятие “самодиспергирующихся” в воде полимеров относится к полимерам, которые без добавления эмульгаторов или диспергаторов могут образовывать в воде достаточно стабильную дисперсию. Как правило такие полимеры содержат, например, в качестве функциональных групп карбоксилатные группы, сульфонатные группы, остатки фосфоновых кислот или цепочечные сегменты из полиэтиленоксида или же в их состав входит комбинация двух или нескольких из названных функциональных групп.

Полимеры, которые не растворяются в воде и не способны к “самодиспергированию”, могут быть, например, переведены в достаточно стабильную водную эмульсию или дисперсию с помощью поступающих в продажу эмульгаторов или диспергаторов.

В число подходящих полимеров входят, например, полиуретаны, полиакрилаты, полиметакрилаты, поливиниловые сложные эфиры, полистирол и сульфонированный полистирол, полибутадиен и сульфонированный полибутадиен, полиамиды, полимерные сложные эфиры и поливинилхлорид. Пригодны также соответствующие продукты сополимеризации и терполимеризации, например, этилен-винилацетатные сополимеры, стирол-бутадиеновые сополимеры, стирол-акрилонитрильные сополимеры, стирол-акрилатные сополимеры и подобные им продукты. В еще одном предпочтительном варианте реализации изобретения используют, например, полимеры, которые образуются в результате полимеризации эфиров акриловой кислоты или соответственно в результате сополимеризации или терполимеризации эфиров акриловой кислоты с акрилонитрилом, со сложными виниловыми эфирами, с малеинатами, с акриловой кислотой, со стиролом или с подобными соединениями. Такие полимеры и образующиеся из них полимерные дисперсии подробно описаны, например, в "Encyclopaedia of Polymer Science and Technology" (издатели Марк, Бикалес, Овербергер, Менгес, 2-е издание, 1989, Уайли, Нью-Йорк, 17, с.406-409).

В еще одном предпочтительном варианте реализации изобретения для получения соответствующего изобретению состава используют растворимые в воде или диспергируемые в воде полимеры или их смеси, которые уже находятся в виде раствора или дисперсии. В первую очередь это относится к водным дисперсиям синтетических полимеров, которые уже были названы выше, преимущественно это полиуретаны, поли(мет)-акрилаты, поливиниловые сложные эфиры, полистирол, полибутадиен, полиамиды или поливинилхлорид или же смеси из двух или нескольких таких полимеров. В рамках настоящего изобретения возможно также использование соответствующих продуктов сополимеризации и терполимеризации, стирол/бутадиена, стирол/акрилата или также натуральных латексов. Используемые в соответствии с настоящим изобретением дисперсии могут быть получены, например, в результате суспензионной или эмульсионной полимеризации соответствующих мономеров. Возможно также использование вторичных дисперсий, которые могут быть получены при диспергировании расплава полимера в подходящей для этого среде.

Предпочтение отдается дисперсиям полимеров, образующимся в результате суспензионных или эмульсионных полимеризаций, которые как правило могут быть приобретены коммерческим путем в виде крупнотоннажных партий и которые, например, используются в качестве связующих для дисперсионных красок или в качестве дисперсионных клеевых веществ (они представлены, например, в книге , Chemie-Lexicon, T.2. Издательство Тиме, 1990, с.1010-1011, с учетом приведенных литературных источников и цитируемой там другой литературы). В качестве мономеров для полимерных дисперсий такого рода используют преимущественно такие ненасыщенные полимеризующиеся по радикальному механизму соединения, как эфиры акриловой и метакриловой кислот, диены или олефины или же смеси двух или нескольких таких соединений. Суспензионная или соответственно эмульсионная полимеризация описана, например, в энциклопедии "Ullmann’s der technischen Chemie" (том А21, 5-е издание. VCH, 1987), причем на этот литературный источник следует обратить особое внимание.

Полимерные дисперсии, используемые в рамках предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения, основаны на таких поливиниловых сложных эфирах, как поливинилацетат, а также на сополимерах и терполимерах виниловых сложных эфиров с такими мономерами, как этилен, эфиры акриловой и метакриловой кислот или моно- и диэфиры малеиновой кислоты или же смеси двух или нескольких таких соединений. Мономеры, которые приводят к образованию используемых в рамках настоящего изобретения дисперсий, описаны, например, в энциклопедии "Ullmann’s der technischen Chemie" (том А22, 1993, VCH, с.1-15). Образующиеся на основе таких мономеров дисперсии описаны, например, в "Handbook of Additives (3-е издание, Чапмен и Холл, с.381-399). Особое внимание следует обратить на приведенные ссылки на литературу.

В рамках предпочтительного варианта реализации изобретения подходящие полимеры представлены, например, сополимерами винилацетата, винилпропионата или VeoVa® 9 или 10 с другими сомономерами. Обозначение VeoVa® 9 или соответственно 10 относится к виниловым эфирам третичных карбоновых кислот (кислота Versatic® 9 или соответственно 10), предназначенным для сополимеризации, например, с винилацетатом с целью получения дисперсионных красок, штукатурки, присадок для бетона, покрытий для бумаги и тканей, дисперсионных клеев и покрытий (производитель Дейче Шелл Хеми). Особенно хорошо подходят, например, сополимеры и терполимеры, содержащие винилацетат/дибутилмалеат, винилацетат/н-бутилакрилат, винилацетат/2-этилгексилакрилат, винилацетат/н-бутилакрилат/N-гидроксиметилакриламид, винилацетат/кротоновая кислота, винилацетат/VeoVa® 10, винилацетат/VeoVa® 10/акриловая кислота, винилацетат/VeoVa® 10/н-бутилакрилат, винилацетат/N-гидроксиметил-акриламид, винилацетат/виниллаурат, винилацетат/виниллаурат/винилхлорид, винилацетат/этилен/винилхлорид, винилацетат/этилен/эфир акриловой кислоты, винилацетат/этилен/акриламид, винилацетат/этилен/N-гидроксиметилакриламид, винилпропионат, винилпропионат/винилхлорид, винилпропионат/трет.-бутилакрилат, VeoVa® 10/винилхлорид, VeoVa® 10/стирол/эфир акриловой кислоты, VeoVa® 10/стирол/малеат, VeoVa® 10/стирол/эфир акриловой кислоты/малеат и VeoVa® 10/ VeoVa® 9/метилметакрилат/бутилакрилат, причем VeoVa® 10 может быть полностью или частично заменен на VeoVa® 9.

В еще одном предпочтительном варианте реализации изобретения используют полимерные дисперсии, которые основаны на эфирах поли(мет)акриловой кислоты, а также на сополимерах и терполимерах эфиров (мет)акриловой кислоты с такими мономерами, как акрилонитрил, виниловые сложные эфиры, малеинаты, акриловая кислота и стирол. Такие полимерные дисперсии подробно описаны, например, в "Emulsion Polymerisation and Emulsion Polymers" (1997, Джон Уайли, с.619-655, Нью-Йорк); они рассматриваются как составная часть настоящего изобретения.

В рамках еще одного варианта реализации настоящего изобретения предпочтение отдается использованию таких приобретаемых коммерческим путем дисперсий, как DL 345 (производитель Дау Латекс) или Acronal® DS 3518 (производитель БАСФ АГ).

В рамках настоящего изобретения могут быть использованы и водные полимерные дисперсии на основе таких диенов с сопряженными двойными связями, как хлоропрен или бутадиен, а также сополимеры этих диенов с такими ненасыщенными соединениями, как стирол или акрилонитрил. Такие дисперсии известны, они, например, описываются в "Emulsion Polymerisation and Emulsion Polymers"' (Джон Уайли, 1997, с.521-561, Нью-Йорк). На этот литературный источник следует обратить особое внимание.

Наряду с названными выше мономерами для получения используемых в соответствии с изобретением полимерных дисперсий могут быть использованы мономеры с дополнительными функциональными группами, например, N-метилолакриламид, гидроксипропилакрилат, (мет)акриловая кислота или смесь, состоящая из двух или нескольких названных соединений.

Соответствующие изобретению составы содержат в качестве наполнителя по крайней мере частицы гипса из установок по очистке дымовых газов от серы со значением распределения по размерам частиц ×50 от 13 до 500 мкм (по данным измерений на приборе Sympatec Helos H0720 в изопропаноле).

В зависимости от технических условий в различных установках по очистке дымовых газов от серы в этих установках образуются частицы гипса различных размеров. В рамках настоящего изобретения было установлено, что соответствующий изобретению положительный эффект может быть достигнут с частицами гипса из установок по очистке дымовых газов от серы с указанными выше значениями распределения по размерам частиц.

Для измерения распределения по размерам частиц и соответствующего значения ×50 могут быть как правило использованы различные способы. Распространенные способы включают, например, просеивание, при котором через сита с различными просветами ячеек (в размерности меш) пропускается определенное количество частиц. При этом общее количество частиц разделяется на фракции с различными диаметрами частиц и размер фракций указывается в виде процентной доли от общей массы исследуемых частиц. Другие возможности для определения распределения по размерам частиц представлены, например, рассеиванием света и дифракцией Фраунгофера. В рамках настоящего изобретения распределение по размерам частиц гипса из установок по очистке дымовых газов от серы указано по отношению к измерительной системе на основе дифракции Фраунгофера. Для этого использовался измерительный прибор фирмы Sympatec, Helos H0720. Распределение по размерам частиц определялось на суспензии в изопропаноле. Приведенные далее данные распределения по размерам частиц относятся к измерениям на этой измерительной системе, но эти данные не ограничиваются только такими измерениями. Соответствующие изобретению положительные эффекты могут быть получены как правило на всех частицах гипса из установок по очистке дымовых газов от серы, у которых распределение по размерам частиц лежит примерно в указанных пределах независимо от измерительной системы.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения нижняя граница для размера частиц гипса ×50 из установок по очистке дымовых газов от серы лежит не ниже примерно 25 мкм. В другом предпочтительном варианте реализации изобретения значение распределения частиц по размерам ×50 составляет примерно от 30 до 250 мкм. Хорошие результаты могут быть, например, получены при значениях распределения по размерам частиц ×50 от примерно 35 до примерно 200 или до примерно 150 мкм. В еще одном предпочтительном варианте реализации изобретения используют частицы гипса из установок по очистке дымовых газов от серы со значением распределения по размерам частиц ×50 от примерно 40 до примерно 120 мкм, например от примерно 60 до примерно 110 мкм, более предпочтительно от примерно 80 до примерно 100 мкм.

Было также установлено, что наиболее предпочтительно, когда частицы наполнителя имеют гранулярную или палочкообразную форму.

Используемые в соответствии с изобретением в качестве наполнителя частицы гипса из установок по очистке дымовых газов от серы демонстрируют соответствующие изобретению преимущества уже при использовании их в качестве единственного наполнителя. В этом случае в предпочтительном варианте реализации изобретения используют частицы гипса из установок по очистке дымовых газов от серы со значением распределения по размерам частиц ×50 от примерно 13 до примерно 110 мкм, более предпочтительно от примерно 35 до примерно 80 мкм.

В рамках еще одного предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения используют частицы гипса из установок по очистке дымовых газов от серы в смеси с не менее чем еще одним видом частиц неорганического наполнителя другого рода.

Понятие “частицы неорганического наполнителя другого рода” в рамках настоящего изобретения относится ко всем частицам наполнителей, которые отличаются от частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы по химическому составу, по наиболее характерной для них форме (например, по форме их кристаллов) или по значению распределения по размерам частиц ×50 или же по сочетанию двух или нескольких из перечисленных признаков. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения в качестве частиц неорганического наполнителя другого рода используются частицы наполнителя, которые отличаются по крайней мере значением распределения по размерам частиц ×50 от соответствующего значения распределения по размерам частиц для частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы.

В качестве частиц неорганического наполнителя другого рода пригодны, например, все частицы неорганических наполнителей, инертных по отношению к другим веществам, входящим в соответствующий изобретению состав. Для частиц неорганического наполнителя другого рода не существует никаких особых ограничений по отношению к значению распределения по размерам частиц ×50. Так, например, в рамках настоящего изобретения могут найти применение частицы наполнителя со значением распределения по размерам частиц ×50 от примерно 0,01 до примерно 500 мкм.

В качестве частиц неорганического наполнителя другого рода пригодны, например, частицы наполнителя из андалузита, силлиманита, кианита, муллита, пирофиллита, имоголита или аллофана. Кроме того, для этого подходят соединения на основе алюминатов натрия или силикатов кальция. Для этого также пригодны такие минеральные соединения, как кремнезем, сульфат кальция (гипс), источником которого не являются установки для очистки дымовых газов от серы, в виде ангидрита, полугидрата или дигидрата, кварцевая мука, силикагель, сульфат бария, диоксид титана, цеолиты, лейцит, калийный полевой шпат, биотит, группа соро-, цикло-, ино-, фило- и текто-силикатов, группа таких малорастворимых сульфатов, как гипс, ангидрит или тяжелый шпат, а также минеральные соединения кальция, например, кальцит или мел (карбонат кальция). В рамках настоящего изобретения перечисленные неорганические материалы могут быть использованы каждый в отдельности в качестве частиц неорганического наполнителя другого рода. Тем не менее не исключена и возможность использования смеси, состоящей из двух или нескольких названных соединений. В рамках предпочтительного варианта реализации изобретения используют кальцит, каолин, доломит, кварцевую муку н гипс (дигидрат сульфата кальция).

В другом предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения частицы наполнителя другого рода характеризуются значением среднего распределения по размерам частиц х50 в пределах от примерно 1 до примерно 120 мкм, например, от примерно 3 до примерно 60 мкм или от примерно 60 до примерно 90 мкм.

Точно также в роли частиц наполнителей другого рода пригодны частицы органических наполнителей, которые не могут быть просто так отнесены к растворимым в воде или к диспергируемым в воде полимерам. К ним в первую очередь относится мука из пластмасс тонкого помола, которая может быть получена в рецикле пластмасс. Это преимущественно относится к муке из пластмасс, получаемой в результате тонкого измельчения пространственно-сетчатых эластомерных или дуромерных полимеров. В качестве образца может служить резиновая мука, получаемая, например, при тонком измельчении автомобильных покрышек.

Если соответствующий изобретению состав частично содержит частицы наполнителей другого рода в индивидуальном виде или в виде смеси из двух или нескольких наполнителей, то тогда соотношение масс частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы и частиц наполнителей другого рода лежит в пределах от приблизительно 1:1000 до приблизительно 1000:1. Хорошие результаты достигаются, например, в случаях, когда соотношение масс частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы и частиц наполнителей другого рода лежит в пределах от приблизительно 1:10 до приблизительно 10:1, особенно хорошие соотношения лежат в пределах от приблизительно 5:1 до приблизительно 1:5.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения содержание наполнителя в составе составляет не менее приблизительно 0,5 мас.%, особенно предпочтительно, когда содержание частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы составляет не менее приблизительно 1 мас.%. В другом предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения содержание частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы составляет не менее приблизительно 10 мас.% или не менее приблизительно 20 мас.%. Хорошие результаты достигаются также при содержании частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы не менее приблизительно 30, 40 или 50 мас.% или более того, например в пределах от приблизительно 60 до приблизительно 80 мас.%, или не менее приблизительно 90 мас.%.

В предпочтительном варианте реализации соответствующий изобретению состав содержит не менее приблизительно 20 мас.% частиц наполнителя (частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы или частицы наполнителей другого рода или же их смесь). Однако возможно добавление и более высокой доли частиц наполнителя, например около 30, 40 или 50 мас.%, до 99 мас.%, например от примерно 60 до 90 мас.%.

Соответствующие изобретению составы могут представлять собой готовую к применению водную дисперсию, то есть они могут содержать растворимый в воде или диспергируемый в воде полимер или же смесь из двух или нескольких таких полимеров и наполнители вместе с водой. Однако в рамках настоящего изобретения точно также не исключена возможность того, что соответствующий изобретению состав не содержит воды или содержит лишь небольшое количество воды, то есть, что он находится в виде сухого порошка или в виде пасты с небольшим содержанием воды. В рамках настоящего изобретения соответствующий изобретению состав может представлять собой и не содержащую воды пасту, причем для придания ему пастообразной консистенции используется неводная жидкость, например растворитель или другая компонента соответствующего изобретению состава. Такие порошки или пасты имеют, например, преимущество в тех случаях, когда потребителю состава должна быть представлена возможность самостоятельного приготовления определенной водной дисперсии. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения соответствующий изобретению состав представляет собой порошок (диспергируемый порошок).

Поскольку в рамках настоящего изобретения в качестве наполнителя используются частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы, следует обратить внимание на необходимость проверки стабильности используемой полимерной дисперсии по отношению к ионам кальция. В таких случаях может возникнуть необходимость в восстановлении или соответственно в улучшении стабильности за счет прибавления дополнительных эмульгатора или стабилизатора или же смеси из двух или нескольких эмульгаторов или стабилизаторов.

Наряду с полимером или с полимерами и с частицами наполнителей соответствующий изобретению состав может также содержать и другие компоненты. Если соответствующий изобретению состав должен находиться в уже готовом к применению виде, то тогда соответствующий изобретению состав может содержать воду. В зависимости от способа предполагаемого применения содержание воды в соответствующем изобретению составе может изменяться в пределах от 0 до 49 мас.%.

В принципе подходящее содержание воды (из расчета на весь состав) лежит в пределах от примерно 0 до 49 мас.%.

В дополнение к перечисленным компонентам соответствующий изобретению состав может содержать еще одно или несколько добавочных веществ.

В качестве других добавочных веществ могут выступать, например, эмульгаторы, диспергаторы, стабилизаторы, средства для снижения пенообразования, антиоксиданты, фотостабилизаторы, вспомогательные средства для равномерного распределения пигментов и подобные им.

Объектом изобретения является также способ получения состава, содержащего растворимый в воде полимер или диспергируемый в воде полимер или же их смесь, частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы с размером частиц ×50 от 13 до 500 мкм (по данным измерений на приборе Sympatec Helos H0720 в изопропаноле) или смесь частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы и по крайней мере еще одного вида частиц наполнителя другого рода, отличающийся тем, что проводят смешение по крайней мере одного растворимого в воде полимера или по крайней мере одного диспергируемого в воде полимера или же смеси, состоящей из двух или из нескольких таких полимеров, или водной дисперсии, содержащей один или несколько таких полимеров, с частицами гипса из установок для очистки дымовых газов от серы с размером частиц ×50 от 13 до 500 мкм (по данным измерений на приборе Sympatec Helos H0720 в изопропаноле) или со смесью, состоящей из частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы и по крайней мере еще одного вида частиц неорганического наполнителя, и при этом к смеси при необходимости прибавляют воду и одно или несколько других дополнительных веществ, а смешение проводят в одну или в несколько операций в любой последовательности и в любых временных интервалах между отдельными операциями по смешению.

Более детально иллюстрируется изобретение приведенными чертежами. В частности,

на фиг.1 представлена электронная микрофотография гипса из установок для очистки дымовых газов от серы, из которой следует, что частицы такого гипса имеют гранулярную или палочкообразную форму.

на фиг.2 представлено распределение по размерам частиц наполнителя в одном из используемых в примерах образцов гипса из установок для очистки дымовых газов от серы.

Еще одним объектом настоящего изобретения является применение частиц гипса из установок для очистки дымовых газов от серы со значением распределения по размерам частиц ×50 от 13 до 500 мкм (по результатам измерений на приборе Sympatec Helos H0720 в изопропаноле) в смеси с растворимыми в воде или с диспергируемыми в воде полимерами с целью получения составов для нанесения покрытий, шпатлевочных масс, составов для герметизации, клеящих веществ или формованных изделий.

В предпочтительном варианте реализации изобретения частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы имеют значение распределения частиц по размеру ×50 от 30 до 250 мкм.

Объектом настоящего изобретения является также применение смеси частиц неорганического наполнителя, содержащего частицы гипса из установок для очистки дымовых газов от серы со значением распределения по размерам частиц ×50 от 30 до 250 мкм и частиц не менее чем еще одного неорганического наполнителя другого рода в качестве наполнителя в дисперсиях полимеров.

Далее изобретение более детально иллюстрируется примерами.

Примеры

Пример 1: Эластичность дисперсионных клеящих веществ

Соответствующие изобретению составы при использовании их в качестве дисперсионных клеящих веществ демонстрируют хорошую растяжимость.

Рецептура:

Акрилатная дисперсия (например,

Акронал® DS 3518, производство БАСФ) 55 г

Распределитель пигмента (например,

распределитель пигмента А, пр. БАСФ) 2 г

Наполнители:

А - кальцитный наполнитель тонкого помола (например, Омиакарб 5GU, производство Омиа, значение ×50 6 мкм).

Б - немолотый гипс из установок для очистки дымовых газов от серы (например, производство Ретманн, значение ×50 40 мкм).

В - молотый природный гипс (например, алебастр Белый брильянт, производство Бергардтс, значение ×50 11 мкм).

Г - кальцитный наполнитель грубого помола (например, смесь 50/50 Омиакарб 130 AL/Омиакарб 40 GU, производство Омиа, значение ×50 (для смеси) 88 мкм).

Данные составы получают за счет того, что к акрилатной дисперсии последовательно добавляют указанные распределитель пигмента и наполнители в соответствии с данными таблицы 1, после чего полученную смесь интенсивно перемешивают до равномерного распределения добавок в акрилатной дисперсии.

Пример 2: Потеря объема шпатлевочными массами в зависимости от состава наполнителей

Оптическая оценка.

Рецептура:

Стирол-акрилатная дисперсия (например, DL 345, производство Дау Латекс) 110 г

Распределитель пигмента (например, распределитель пигмента А, пр. БАСФ) 4 г

Наполнитель: 250 г, соответственно 90 мл.

Наполнитель используют в каждом отдельном случае, заменяя 50 или 100% наполнителя А равным по массе или по объему количеством другого наполнителя.

А - кальцитный наполнитель тонкого помола (например, Омиакарб GU5, производство Омиа, значение ×50 6 мкм).

Б - немолотый гипс из установок для очистки дымовых газов от серы (например, производство Ретманн, значение ×50 40 мкм).

В - молотый природный гипс (например, алебастр Белый брильянт, производство Бергардтс, значение ×50 11 мкм).

Г - кальцитный наполнитель грубого помола (например, смесь 50/50 Омиакарб 130 AL/Омиакарб 40 GU, производство Омиа, значение ×50 (для смеси) 88 мкм).

Д - немолотый гипс из установок для очистки дымовых газов от серы (например, производство ПроМинерал, №1, значение ×50 36 мкм).

Е - немолотый гипс из установок для очистки дымовых газов от серы (например, производство ПроМинерал, №2, значение ×50 96 мкм).

Ж - кальцитный наполнитель среднего помола (например, Омиакарб 40 GU, производство Омиа, значение ×50 44 мкм).

Шпатлевочные массы получают за счет того, что стирол-акрилатную дисперсию смешивают с распределителем пигмента и к полученной смеси дабваляют указанные наполнитель А и Б, В, Г, Д, Е или Ж в соотношении 50: 50 или же только наполнитель Б, В, Г, Д, Е или Ж, после чего интенсивно перемешивают до равномерного распределения наполнителей в стирол-акрилатной дисперсии.

Шпателевочные массы подвергают оптической оценке в отношении потери объема и образования трещин.

Наполнители и результаты опыта сведены в таблице 2.

Пример 3: Прочность соединения при сдвиге (склейка древесина/древесина) и вязкостные характеристики дисперсионных клеевых составов.

Рецептура:

Стирол-акрилатная дисперсия (например, DL 345, производство Дау Латекс) 110 г

Распределитель пигмента (например, распределитель пигмента А, пр. БАСФ) 4 г

Наполнители:

А - кальцитный наполнитель тонкого помола (например, Омиакарб 5GU, производство Омиа, значение ×50 6 мкм).

Б - немолотый гипс из установок для очистки дымовых газов от серы (например, производство Ретманн, значение ×50 40 мкм).

В - молотый природный гипс (например, алебастр Белый брильянт, производство Бергардтс, значение ×50 11 мкм).

Г - кальцитный наполнитель грубого помола (например, смесь 50/50 Омиакарб 130 AL/Омиакарб 40 GU, производство Омиа, значение ×50 (для смеси) 88 мкм).

Данные составы получают за счет того, что к стирол-акрилатной дисперсии последовательно добавляют указанные распределитель пигмента и наполнители в соответствии с данными таблицы 3, после чего полученную смесь интенсивно перемешивают до равномерного распределения добавок в стирол-акрилатной дисперсии.

Пример 4: Прочность соединения при сдвиге (склейка древесина/древесина) и вязкостные характеристики дисперсионных клеевых составов, содержащих гипс из установок для очистки дымовых газов от серы с различными распределениями по размеру частиц.

Рецептура:

Стирол-акрилатная дисперсия (например, DL 345, производство Дау Латекс) 110 г

Распределитель пигмента (например, распределитель пигмента А, пр. БАСФ) 4 г

Наполнители:

А - кальцитный наполнитель тонкого помола (например, Омиакарб 5GU, производство Омиа, значение ×50 6 мкм).

Д - немолотый гипс из установок для очистки дымовых газов от серы (например, производство ПроМинерал, №1, значение ×50 36 мкм).

Е - немолотый гипс из установок для очистки дымовых газов от серы (например, производство ПроМинерал, №2, значение ×50 96 мкм).

Ж - кальцитный наполнитель среднего помола (например, Омиакарб 40 GU, производство Омиа, значение ×50 44 мкм).

Данные составы получают за счет того, что к стирол-акрилатной дисперсии последовательно добавляют указанные распределитель пигмента и наполнители в соответствии с данными таблицы 4, после чего полученную смесь интенсивно перемешивают до равномерного распределения добавок в стирол-акрилатной дисперсии.