Agente dispersante que contiene mezcla de copolímeros.

Mezcla de polímero que contiene 3 a 95 % en peso de un copolímero H así como 3 a 95 % en peso de un copolímero K

, donde los copolímeros H y K exhiben en cada caso unidades estructurales de macromonómero de poliéter y unidades estructurales de monómero ácido, las cuales están presentes en los copolímeros H y K en cada caso en una relación molar de 1 : 20 a 1 : 1, así como por lo menos 20 % molar de todas las unidades estructurales del copolímero H y por lo menos 25 % molar de todas las unidades estructurales del copolímero K están presentes en cada caso en forma de unidades estructurales de monómero ácido, las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K exhiben en cada caso cadenas laterales que contienen por lo menos 5 átomos de oxígeno de éter, el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K varía en cada caso de modo que los correspondientes diagramas de distribución de frecuencia, en los cuales en cada caso en las abscisas se aplica el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de una unidad estructural de macromonómero de poliéter y en las ordenadas se aplican las frecuencias pertinentes en cada caso para los copolímeros H o K, contienen en cada caso por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en cada caso en más de 7 átomos de xígeno de éter, donde los diagramas de distribución de frecuencia de los copolímeros H y K se diferencian en que los valores de abscisa de por lo menos un máximo del copolímero H difieren en cada caso en más de 5 átomos de oxígeno de éter de los valores de abscisa de todos los máximos del copolímero K y/o que el número promedio aritmético de los átomos de oxígeno de éter de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K difieren uno de otro en más de 5 átomos de oxígeno de éter.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/065791.

Solicitante: CONSTRUCTION RESEARCH & TECHNOLOGY GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: DR.-ALBERT-FRANK-STRASSE 32 83308 TROSTBERG ALEMANIA.

Inventor/es: ALBRECHT, GERHARD, LORENZ, KLAUS, SCHOLZ, CHRISTIAN, WAGNER,Petra, WIMMER,Barbara, VIERLE,MARIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Empleo de materias orgánicas como ingredientes activos... > C04B24/26 (obtenidos por reacciones en las que intervienen solamente enlaces insaturados carbono-carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L29/10 (Homopolímeros o copolímeros de éteres insaturados (C08L 35/08 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L35/08 (Copolímeros con éteres de vinilo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L33/02 (Homopolímeros o copolímeros de ácidos; Sus sales metálicas o de amonio)

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Fragmento de la descripción:

Agente dispersante que contiene mezcla de copolímeros La presente invención se refiere a una mezcla de polímero, un agente dispersante, la producción de la mezcla de polímero y el agente dispersante así como el empleo de la mezcla de polímero.

Se sabe que para el mejoramiento de su capacidad para ser procesadas, es decir capacidad para ser amasadas, capacidad para ser aplicadas con brocha, capacidad para ser inyectadas, capacidad para ser bombeadas o capacidad para fluir, a las pastas acuosas de sustancias inorgánicas u orgánicas en polvo, como arcillas, harina de silicato, tiza, hollín, harina de rocas y agentes hidráulicos ligantes, frecuentemente se añaden aditivos en forma de agentes dispersantes. Tales aditivos están en capacidad de impedir la formación de aglomerados de materia sólida, de dispersar las partículas que ya está presentes y recientemente formadas por hidratación y de este modo mejorar la capacidad para ser procesadas. Este efecto es empleado en particular también específicamente en la producción de mezclas de materiales que contienen agentes ligantes como cemento, cal, yeso, semihidrato o anhidrita.

Para transformar esta mezcla de materiales a base de los mencionados agentes ligantes en una forma que pueda ser procesada y lista para el uso, por regla general es necesaria esencialmente más agua de amasado comparada con la que sería necesaria para los subsiguientes procesos de hidratación o bien de curado. La fracción de espacios vacíos en el cuerpo de hormigón, formados por el agua en exceso que posteriormente se evaporará, conduce a una fortaleza y consistencia mecánicas significativamente deterioradas.

Con objeto de reducir esta fracción de agua en exceso para una consistencia de procesamiento especificada y/o para mejorar la capacidad para ser procesada con una relación agua/agente ligante especificada, se emplean aditivos que en general son denominados como agentes de reducción de agua o de fluidez. En la práctica, como tales agentes se emplean en particular copolímeros, que son producidos mediante copolimerización por radicales libres de monómeros ácidos y/o monómeros de derivados ácidos con macromonómeros de poliéter.

En la WO 2005/075529 se describen copolímeros que, aparte de unidades estructurales de monómeros ácidos, como unidades estructurales de macromonómero de poliéter exhiben unidades estructurales de viniloxibutilenpoli (etilenglicol) . Tales tipos de copolímeros son distribuidos ampliamente como agentes de fluidez de elevado desempeño, puesto que estos exhiben excelentes propiedades de aplicación.

A pesar de que los copolímeros descritos son vistos como agentes de fluidez económicos de alto desempeño, existe además un empeño de mejorar aún más la calidad y la rentabilidad de los copolímeros.

El objetivo en el que se basa la presente invención es con ello, poner a disposición un agente dispersante económico para agentes ligantes hidráulicos, el cual sea particularmente bien adecuado como agente de fluidez para el concreto.

La solución a este objetivo es una mezcla de polímero que contiene 3 a 95 % en peso de un copolímero H así como 3 a 95 % en peso de un copolímero K, donde los copolímeros H y K exhiben en cada caso unidades estructurales de macromonómeros de poliéter y unidades estructurales de monómero ácido, las cuales están presentes en los copolímeros H y K en cada caso en una relación molar de 1 : 20 a 1 : 1, así como por lo menos 20 % molar de todas las unidades estructurales del copolímero H y por lo menos 25 % molar de todas las unidades estructurales del copolímero K están presentes en cada caso en forma de unidades estructurales de monómero ácido, las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K exhiben en cada caso cadenas laterales que contienen por lo menos 5 átomos de oxígeno de éter, el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K varía en cada caso de modo que los correspondientes diagramas de distribución de frecuencia, en los cuales en cada caso en las abscisas se aplica el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de una unidad estructural de macromonómero de poliéter y en las ordenadas se aplican las frecuencias pertinentes en cada caso para los copolímeros H o K, contienen en cada caso por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en cada caso en más de 7 átomos de oxígeno de éter, donde los diagramas de distribución de frecuencia de los copolímeros H y K se diferencian en que los valores de abscisa de por lo menos un máximo del copolímero H difieren en cada caso en más de 5 átomos de oxígeno de éter de los valores de abscisa de todos los máximos del copolímero K y/o que el número promedio aritmético de los átomos de oxígeno de éter de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K difieren uno de otro en más de 5 átomos de oxígeno de éter.

Las unidades estructurales de monómero ácido son generadas mediante copolimerización de los correspondientes monómeros de ácido. En esta relación, deberían entenderse como monómeros ácidos los monómeros ácidos que pueden copolimerizar por radicales libres, que exhiben por lo menos un doble enlace de carbono, que contienen por lo menos una función ácido y en el medio acuoso reaccionan como ácidos. Además, deberían entenderse como monómeros ácidos también los monómero que pueden copolimerizar por radicales libres, que exhiben por lo menos

un doble enlace de carbono, los cuales debido a la reacción de hidrólisis en un medio acuoso forman por lo menos una función ácido y en un medio acuoso reaccionan como ácidos (ejemplo: anhídrido maleico o como acrilato de etilo que pueden hidrolizar con reacción básica) . Las unidades estructurales de macromonómero de poliéter son generadas mediante copolimerización de los correspondientes macromonómeros de poliéter. En esta relación, en el sentido de la presente invención son macromonómeros de poliéter, compuestos que pueden copolimerizar por radicales libres con por lo menos un doble enlace de carbono que exhiben átomos de oxígeno de éter. Las unidades estructurales de macromonómero de poliéter presentes en el copolímero exhiben con ello en cada caso por lo menos una cadena lateral que contiene átomos de oxígeno de éter.

En general puede decirse que el modo de acción de copolímeros que exhiben unidades estructurales relevantes de macromonómeros de poliéter así como unidades estructurales de ácido, es determinado por sus parámetros estructurales. El espectro de acción de los correspondientes copolímeros de alto desempeño cubre el ancho de banda total desde reducción extrema de agua hasta la conservación de la fluidez, donde los parámetros estructurales que cuidan de la reducción de agua, se oponen a una buena conservación de la fluidez. De este modo, aparte de la cantidad de carga por unidad de masa, también es decisiva la longitud de las cadenas laterales, por ejemplo respecto a la capacidad de reducción de agua. La dosificación de los copolímeros agentes de fluidez relevantes es hecha comúnmente en % del peso de cemento de una mezcla del mismo, por consiguiente basada en la masa. Como regla, para el modo de acción es esencial no sólo la masa aplicada sino también el número de moléculas de principio activo. Sin embargo, las cadenas laterales largas disponen de una elevada masa lo cual afecta de manera diversa un posible número superior de moléculas de copolímero por masa. Mediante la incorporación focalizada de cadenas laterales cortas, aparte de cadenas laterales largas, puede disminuirse la masa molar de los copolímeros, sin influir... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mezcla de polímero que contiene 3 a 95 % en peso de un copolímero H así como 3 a 95 % en peso de un copolímero K, donde los copolímeros H y K exhiben en cada caso unidades estructurales de macromonómero de poliéter y unidades estructurales de monómero ácido, las cuales están presentes en los copolímeros H y K en cada caso en una relación molar de 1 : 20 a 1 : 1, así como por lo menos 20 % molar de todas las unidades estructurales del copolímero H y por lo menos 25 % molar de todas las unidades estructurales del copolímero K están presentes en cada caso en forma de unidades estructurales de monómero ácido, las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K exhiben en cada caso cadenas laterales que contienen por lo menos 5 átomos de oxígeno de éter, el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K varía en cada caso de modo que los correspondientes diagramas de distribución de frecuencia, en los cuales en cada caso en las abscisas se aplica el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de una unidad estructural de macromonómero de poliéter y en las ordenadas se aplican las frecuencias pertinentes en cada caso para los copolímeros H o K, contienen en cada caso por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en cada caso en más de 7 átomos de oxígeno de éter, donde los diagramas de distribución de frecuencia de los copolímeros H y K se diferencian en que los valores de abscisa de por lo menos un máximo del copolímero H difieren en cada caso en más de 5 átomos de oxígeno de éter de los valores de abscisa de todos los máximos del copolímero K y/o que el número promedio aritmético de los átomos de oxígeno de éter de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K difieren uno de otro en más de 5 átomos de oxígeno de éter.

2. Mezcla de polímeros según la reivindicación 1, que contiene 10 a 85 % en peso del copolímero H así como 10 a 85 % en peso del copolímero K.

3. Mezcla de polímeros según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque por lo menos 50 % molar de todas las unidades estructurales del copolímero H y por lo menos 50 % molar de todas las unidades estructurales del copolímero K están presentes en cada caso en forma de unidades estructurales de monómero ácido.

4. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K varía en cada caso de modo que los correspondientes diagramas de distribución de frecuencia en los cuales se aplica en cada caso en las abscisas el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de una unidad estructural de macromonómero de poliéter y en las ordenadas se aplica la frecuencia perteneciente en cada caso a los copolímeros H o K, contienen en cada caso por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en cada caso en más de 10 átomos de oxígeno de éter.

5. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K varía en cada caso uno de otro de modo que los correspondientes diagramas de distribución de frecuencia, en los cuales se aplica en cada caso en las abscisas el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de una unidad estructural de macromonómero de poliéter y en las ordenadas se aplica la frecuencia perteneciente en cada caso a los copolímeros H o K, contienen en cada caso por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en cada caso en más de 10 átomos de oxígeno de éter, donde los diagramas de distribución de frecuencia de los copolímeros H y K se diferencian uno de otro en que los valores de abscisa de por lo menos un máximo del copolímero H difiere en cada caso en más de 10 átomos de oxígeno de éter de los valores de abscisa de la totalidad de máximos del copolímero K.

6. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las unidades estructurales de monómero ácido de los copolímeros H y K están presentes en cada caso según una de las fórmulas generales (la) , (Ib) , (Ic) y/o (Id)

con R1 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado;

X iguales o diferentes así como representados por NH- (CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4 y/u O- (CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4 y/o por una unidad no presente;

R2 iguales o diferentes así como representados por OH, SO3H, PO3H2, O-PO3H2 y/o C6H4-SO3H, sustituido en para con la condición de que si X es una unidad no presente, R2 está representado por OH;

con R3 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado; n = 0, 1, 2, 3 o 4

R4 iguales o diferentes así como representados por SO3H, PO3H2, O-PO3H2 y/o C6H4-SO3H sustituido en para;

con R5 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado; Z iguales o diferentes así como representados por O y/o NH;

con R6 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado; Q iguales o diferentes así como representados por NH y/u O;

R7 iguales o diferentes así como representados por H, (CnH2n) -SO3H con n = 0, 1, 2, 3 o 4, (CnH2n) -OH con n = 0, 1, 2, 3 o 4; (CnH2n) -PO3H2 con n = 0, 1, 2, 3 o 4, (CnH2n) -OPO3H2 con n= 0, 1, 2, 3 o 4, (C6H4) -SO3H, (C6H4) -PO3H2, (C6H4) -OPO3H2 y/o (CmH2m) e-O- (A’O) a-R9 con m = 0, 1, 2, 3 o 4, e = 0, 1, 2, 3 o 4, A’ = Cx’H2x’ con x’ = 2, 3, 4 o 5 y/o CH2C (C6H5) H-, a= un número entero de 1 a 350 con R9 iguales o diferentes así como representados por un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado.

7. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las unidades estructurales de monómero ácido de los copolímeros H y K son generadas en cada caso mediante copolimerización de los monómeros ácidos ácido metacrílico, ácido acrílico, ácido maleico, anhídrido maleico y/o monoésteres del ácido maleico.

8. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K están presentes en cada caso según una de las fórmulas generales (IIa) , (IIb) y/o (IIc)

con R10, R11 así como R12 son en cada caso iguales o diferentes y representadas independientemente una de otra por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado;

E iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno C1 - C6 no ramificado o ramificado, un grupo ciclohexilo, CH2-C6H10, C6H4 presente en forma sustituida en orto, meta o para y/o una unidad no presente;

G iguales o diferentes así como representados por O, NH y/o CO-NH con la condición de que si E es una unidad no presente, G es también una unidad no presente; A iguales o diferentes así como representados por CxH2x con x = 2, 3, 4 y/o 5 (preferiblemente x = 2) y/o CH2CH (C6H5) ;

n iguales o diferentes así como representados por 0, 1, 2, 3, 4 y/o 5;

a iguales o diferentes así como representados por un número entero de 5 a 350 (preferiblement.

10. 200) ; R13 iguales o diferentes así como representados por H, un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado, CO-NH2, y/o COCH3;

con 30 R14 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado; E iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno C1 - C6 no ramificado o ramificado, un grupo ciclohexilo, CH2-C6H10, C6H4 presente sustituido en orto, meta o para y/o por una unidad no presente;

G iguales o diferentes así como representados por una unidad no presente, O, NH y/o CO-NH con la condición de que si E es una unidad no presente, G es también una unidad no presente;

A iguales o diferentes así como representados por CxH2x con x = 2, 3, 4 y/o 5 y/o CH2CH (C6H5) ;

n iguales o diferentes así como representados por 0, 1, 2, 3, 4 y/o 5

a iguales o diferentes así como representados por un número entero de 5 a 350;

D iguales o diferentes así como representados por una unidad no presente, NH y/u O, con la condición de que si D es una unidad no presente: b = 0, 1, 2, 3 o 4 así como c = 0, 1, 2, 3 o 4, donde b + c = 3 o 4, y con la condición de que cuando D es NH y/u O: b = 0, 1, 2 o 3, c = 0, 1, 2 o 3, donde b + c = 2 o 3;

R15 iguales o diferentes así como representados por H, un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado, CO-NH2, 10 y/o COCH3;

con R16, R17 así como R18 son en cada caso iguales o diferentes y representados independientemente uno de otro por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado;

E iguales o diferentes así como representados por un grupo alquileno C1 - C6 no ramificado o ramificado, un grupo ciclohexilo, CH2-C6H10 y/o C6H4 presente sustituido en orto, meta o para;

A iguales o diferentes así como representados por CxH2x con x = 2, 3, 4 y/o 5 y/o CH2CH (C6H5) ;

n iguales o diferentes así como representados por 0, 1, 2, 3, 4 y/o 5;

L iguales o diferentes así como representados por CxH2x con x = 2, 3, 4 y/o 5 y/o CH2-CH (C6H5) ;

a iguales o diferentes así como representados por un número entero de 5 a 350; d iguales o diferentes así como representados por un número entero de 1 a 350; R19 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado,

R20 iguales o diferentes así como representados por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado.

9. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque las unidades estructurales de macromonómero de poliéter de los copolímeros H y K son generadas en cada caso mediante copolimerización de los macromonómeros de poliéter de hidroxibutilviniléter alcoxilado y/o isoprenol alcoxilado y/o (met) alilalcohol alcoxilado y/o metilpolialquilenglicol vinilado con preferiblemente en cada caso un número promedio aritmético de grupos oxialquileno de 6 a 300.

10. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los copolímeros H y K

exhiben en cada caso los mismos o diferentes tipos de unidades estructurales de macromonómero de poliéter y/o unidades estructurales de monómero ácido.

11. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1, 2 o 4 a 10, caracterizada porque en cada caso se genera por lo menos 45 % molar, preferiblemente por lo menos 80 % molar de todas las unidades estructurales de los copolímeros H y K mediante copolimerización de monómero ácido y macromonómero de poliéter.

12. Agente dispersante que contiene por lo menos 30 % en peso de agua así como por lo menos 10 % en peso de la mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones1 a 11.

13. Agente dispersante según la reivindicación 12 que está presente en forma de una solución acuosa.

14. Método para la producción de una mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones1 a 11 o de un agente

dispersante según las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado porque los copolímeros H y K son producidos en cada caso en solución acuosa separados uno de otro y a continuación se mezclan mutuamente los copolímeros producidos por separado o las soluciones acuosas producidas por separado.

15. Método según la reivindicación 14, caracterizado porque mediante polimerización por radicales libres se hacen reaccionar en solución acuosa monómero ácido y macromonómero de poliéter empleando un sistema iniciador redox

que contiene peróxido, donde la temperatura de la solución acuosa durante la polimerización es de 10 a 45 °C así como el valor de pH es de 3, 5 a 6, 5.

16. Empleo de una mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones1 a 11 como agente dispersante para agente ligante hidráulico y/o para agente ligante hidráulico latente.