[发明专利]制备苯酚磺酸-醛缩合物的方法及其作为干燥剂的用途

说明书

本发明涉及一种制备苯酚磺酸-醛缩合物的方法及其作为干燥剂的用途，特别是用在含水聚合物分散体的喷雾干燥中。

本发明进一步涉及制备在含水介质中可再分散的聚合物粉末的方法，并涉及所述可再分散的聚合物粉末及其用途。

含水聚合物分散体被广泛使用，例如用作粘合剂，特别是用于合成树脂底灰（render）或高浓色的内墙涂料、粘结剂和涂层材料。然而，通常不期望使用含水聚合物分散体，而使用粉末形式的聚合物。

为了获得粉末形式的聚合物，分散体必须经过干燥过程，例如喷雾干燥，或甚至冷冻干燥。在喷雾干燥中，聚合物分散体在温暖的空气流中喷出并脱水，干燥空气和喷雾分散体优选地同时通入干燥器中。

然而，获得的聚合物粉末的缺点在于，其在含水介质中的再分散性通常不能完全令人满意，因为由再分散获得的聚合物粒径分布通常不同于初始的含水分散体的粒径分布。其原因在于含水聚合物分散体与聚合物溶液相比，不形成热力学稳定的体系。更确切而言，体系企图通过将小的初级颗粒合并形成较大的次级颗粒（微粒（speck）、凝结物）而降低聚合物/分散介质的界面的尺寸。在于含水介质中分散分布的情况下，这可以通过加入分散剂（例如乳化剂和保护胶体）来阻止，甚至可以达较长时间。然而，在含水聚合物分散体的干燥过程中，分散剂的效果通常不再足够，并且在某些环境下生成不可逆的次级颗粒。这意味着次级颗粒在再分散过程中存在，并降低再分散中获得的含水聚合物分散体的性能特征。

为了阻止或至少降低干燥过程中次级颗粒的形成，长时间以来已知使用所谓的干燥剂。它们通常被称为喷雾助剂，因为喷雾干燥特别地促进形成不可逆团聚的次级颗粒。聚合物颗粒的玻璃化转变温度（并且因而软化温度或最小薄膜生成温度）越低，该效果越显著，特别是当所述玻璃化转变温度低于干燥温度时。与此同时，干燥剂通常减少粘结到干燥器壁上的聚合物涂层的形成，从而增加粉末产率。

干燥剂的应用已知于多篇出版物。例如，DE-A-2445813描述了一种粉状聚合物，其可以再分散于含水体系中，并且包括1至20重量%的芳香烃和甲醛的水溶性缩合物作为干燥剂，所述缩合物含有磺基或磺酸酯基。这些缩合物特别是苯酚磺酸-或萘磺酸-甲醛缩合物。没有给出有关所用的缩合物的分子量的信息。其中指出了干燥聚合物粉末应当在低于软化温度的温度进行。

EP-A-78449记载了一种制备抗结块的可以在水中再分散的聚合物粉末的方法，其通过喷雾干燥玻璃化转变温度低于50°C的聚合物的含水分散体而进行。分散体中包括作为喷雾助剂的乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的水溶共聚物，和/或萘磺酸-甲醛缩合物的水溶性碱金属盐和/或其碱土金属盐。其中同样，没有给出关于所用的萘磺酸-甲醛缩合物的分子量的信息。惊人的是当单独使用萘磺酸-甲醛缩合物时相当大的喷雾助剂的用量（在实施例4中30重量%，实施例5中50重量%，实施例6中30重量%，各自基于聚合物计）。这导致不利地影响聚合物粉末的粘合特性，例如与其粘合的材料的流动性增加到不期望的程度（参见EP 407889）或者水泥材料的凝结特性被延迟。

类似地，EP-A-407889记载了使用苯酚磺酸-甲醛缩合物的水溶性碱金属盐或碱土金属盐作为喷雾助剂，用于由含水聚合物分散体制备可以再分散于水中的聚合物粉末。此处同样未给出关于所用的缩合物的分子量的信息。然而，使用市售的苯酚磺酸-甲醛缩合物制得的聚合物粉末的可再分散性正像干燥时的粉末产量一样不令人满意。

EP-A-914365同样记载了使用苯酚磺酸-甲醛缩合物的水溶性碱金属盐和/或碱土金属盐作为含水聚合物分散体的喷雾助剂。其中，记载Mn<1500为缩合物特别合适的分子量。用这些缩合物获得的聚合物粉末有良好的产率并具有良好的再分散性。然而，一个缺点在于获得的聚合物粉末的颜色，其有时可能是棕色至红色的。

WO 2005/021145记载了一种可以再分散的聚合物粉末，其含有邻-甲酚磺酸-甲醛缩合物。邻-甲酚磺酸-甲醛缩合物具有的优点在于在其制备过程中可以更好地控制其分子量。

WO 2006/034531记载了一种可以再分散的粉末，其含有邻-甲酚磺酸-甲醛缩合物，所述缩合物中含有一定量的含氮组分。含氮缩合物的一个优点在于所制备的可再分散粉末具有较低的颜色水平。

本发明的目的是提供一种干燥剂，其使得可以再分散的聚合物粉末几乎无色，甚至在没有额外的含氮化合物的情况下。