Agente dispersante que contiene mezcla de copolímeros.

Mezcla de polímero que contiene 3 a 90 % en peso de un copolímero H así como 3 a 90 % 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, por lo menos 60 % molar de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H están representadas por la unidad estructural α de derivado de isoprenolpoliéter de la fórmula general

(la)**Fórmula**

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/065785.

Solicitante: CONSTRUCTION RESEARCH & TECHNOLOGY GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

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

Inventor/es: LORENZ, KLAUS, BICHLER, MANFRED, SCHOLZ, CHRISTIAN, HARTL,ANGELIKA, FLAKUS,Silke, WAGNER,Petra, WIMMER,Barbara, WINKLBAUER,Martin, 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)

PDF original: ES-2465479_T3.pdf

 

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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 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 hidroxibutilvinilpolietilenglicol. 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 90 % en peso de un copolímero H así como 3 a 90 % 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 monómeros ácidos, 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, por lo menos 60 % molar de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H están representadas por unidad estructural a de derivado de isoprenolpoliéter de la fórmula general (la)

con A igual o diferente así como representado por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como a igual o diferente y representado por un número entero entre 4 y 300,

por lo menos 60 % molar de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero K son representadas por unidad estructural º de derivado del viniloxipoliéter de la fórmula general (Ib)

con RA igual o diferente así como representado por un átomo de hidrógeno, grupo alquilo C1-C12 lineal o ramificado, grupo cicloalquilo C5-C8, grupo fenilo o grupo arilalquilo C7-C12,

A igual o diferente así como representado por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como b igual o diferente así como representado por un número entero de 6 - 450,

donde el número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter, es mayor en por lo menos el factor de 1, 5 al número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural a de derivado de isoprenolpoliéter.

Las unidades estructurales de monómero ácido son generadas mediante copolimerización de los correspondientes monómeros de ácido. En esta relación, como monómeros de ácido deberían entenderse monómeros que exhiben por lo menos un doble enlace de carbono, que pueden copolimerizar por radicales libres, que contienen por lo menos una función ácido y reaccionan en el medio acuoso como ácidos. Además, como monómeros de ácidos deberían entenderse monómeros que exhiben, por lo menos un doble enlace de carbono, que pueden copolimerizar por radicales libres, los cuales debido a la reacción de hidrólisis en el medio acuoso forman por lo menos una función ácido y en el medio acuoso reaccionan como ácidos (ejemplo: anhídrido maleico o ésteres que pueden hidrolizarse dando reacción básica como acrilato de etilo) . 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 son compuestos que pueden copolimerizar por radicales libres, con por lo menos un doble enlace de carbono, que exhiben átomos de oxígeno de éter. Con ello, las unidades estructurales de macromonómero de poliéter presentes en el copolímero exhiben en cada caso por lo menos una cadena lateral, la cual contiene el átomo 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 preservación extrema de la consistencia, donde los parámetros estructurales que cuidan de la reducción de agua, se oponen a una buena preservación de la consistencia. De este modo, aparte de la cantidad de carga por unidad de masa, también es determinante la longitud de las cadenas laterales, por ejemplo respecto a la capacidad de reducción de agua. Para la respectiva aplicación práctica, frecuentemente es óptimo un "compromiso" respecto a la elección de cadenas laterales cortas y largas, donde se reconocería que las mezclas de cadenas laterales cortas y largas ofrecen mayormente a este respecto la mejor solución. La presente invención materializa cómo tales mezclas son producidas de manera económica y con valor cualitativamente alto. Las unidades estructurales del macromonómero de poliéter del copolímero K, que son del tipo del viniloxipoliéter, se dejan copolimerizar más fácilmente con cadenas laterales largas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mezcla de polímero que contiene 3 a 90 % en peso de un copolímero H así como 3 a 90 % 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, por lo menos 60 % molar de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H están representadas por la unidad estructural a de derivado de isoprenolpoliéter de la fórmula general (la)

con A igual o diferente así como representado por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como a igual o diferente y representado por un número entero entre 4 y 300,

por lo menos 60 % molar de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero K son representadas por la unidad estructural de derivado del viniloxipoliéter de la fórmula general (Ib)

con RA igual o diferente así como representado por un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1-C12 lineal o ramificado, grupo cicloalquilo C5-C8, grupo fenilo o grupo arilalquilo C7-C12,

A igual o diferente así como representado por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como b igual o diferente así como representado por un número entero d.

6. 450,

donde el número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter, es mayor en por lo menos el factor de 1, 5 al número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural a de derivado de isoprenolpoliéter.

2. Mezcla de polímeros según la reivindicación 1, que contiene 11 a 75 % en peso de un copolímero H así como 6 a 55 % en peso de un 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 está presente 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 por lo menos 85 % molar de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H está representado por la unidad estructural a de derivado de isoprenolpoliéter de la fórmula general (la)

con A igual o diferente así como representado por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como a igual o diferente y representado por un número entero entre 5 y 39.

5. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque por lo menos 85 % molar de las unidades estructurales de macromonómeros de poliéter del copolímero K están representadas por la unidad estructural de derivado de viniloxipoliéter de la fórmula general (Ib)

con RA igual o diferente así como representado por un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1-C12 lineal o ramificado, grupo cicloalquilo C5-C8, grupo fenilo o grupo arilalquilo C7-C12, 5.

A igual o diferente así como representado por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, así como b igual o diferente así como representado por un número entero d.

41. 400.

6. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural de derivado del viniloxipoliéter es superior en por lo menos el factor de 2 al número promedio aritmético de los grupos alquileno A de las unidades estructurales que pertenecen a la unidad estructural a de derivado de isoprenolpoliéter.

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 están presentes en cada caso según una de las fórmulas generales 20 (IIa) , (IIb) , (IIc) y/o (IId)

con R1 igual o diferente así como representado por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado;

X igual o diferente así como representado por NH- (CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4 y/o O- (CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4 y/o por una unidad no presente;

R2 es igual o diferente así como representado por OH, SO3H, PO3H2, O-PO3H2 y/o C6H4-SO3H sustituido en para, con la condición de que en caso de que X sea una unidad no presente, R2 está representado por OH;

con R3 igual o diferente así como representado por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 ramificado o no ramificado; n = 0, 1, 2, 3 o 4 R4 es igual o diferente así como representado por SO3H, PO3H2, O-PO3H2 y/o C6H4-SO3H presente sustituido en 10 para;

con R5 es igual o diferente así como representado por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado; Z es igual o diferente así como representado por O y/o NH;

con R6 igual o diferente así como representado por H y/o un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificados; Q igual o diferente así como representado por NH y/u O;

R7 igual o diferente así como representado por H, (CnH2n) -SO3H con n = 0, 1, 2, 3 o 4, (CnH2n) -OH con n = 0, 1, 2, 3 o 20 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 igual o diferente así como representado por un grupo alquilo C1 - C4 no ramificado o ramificado.

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

9. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque las unidades estructurales de derivado de viniloxipoliéter del copolímero K son generadas mediante copolimerización de hidroxibutilviniléter 10 alcoxilado con preferiblemente un número promedio aritmético de grupos oxialquileno de 41 a 400.

10. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los copolímeros H y K exhiben en cada caso el mismo o diferentes tipos de unidades estructurales de monómero ácido.

11. Mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque en cada caso por lo

menos 80 % molar de todas las unidades estructurales de los copolímeros H y K es generado mediante 15 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 reivindicaciones 1 a 11.

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

14. Método para la producción de una mezcla de polímeros según una de las reivindicaciones 1 a 10 o de un agente

dispersante según la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque los copolímeros H y K son producidos en solución acuosa en cada caso de manera separada uno de otro y a continuación los copolímeros producidos de manera separada o las soluciones acuosas producidas de manera separada son mezclados mutuamente.

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 reivindicaciones 1 a 15 como agente dispersante para agente ligante hidráulico y/o agente ligante hidráulico latente.