Agente dispersante que contiene mezcla de copolímeros.

Mezcla de polímero que contiene 5 a 95 % en peso de un copolímero H así como 2 a 60 % 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 del copolímero H exhiben en cada caso cadenas laterales que tienen por lo menos 5 átomos de oxígeno de éter, donde el número de los átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H varía de modo que el diagrama correspondiente de distribución de frecuencias, en el cual 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 aplica la frecuencia pertinente para el copolímero H, contiene por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en más de 8 átomos de oxígeno de éter, todas las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero K exhiben bien sea cadenas laterales con un número grande de átomos de oxígeno de éter o de modo alternativo cadenas laterales con un número menor de átomos de oxígeno de éter, donde son cadenas laterales con un número grande de átomos de oxígeno de éter aquellas cadenas laterales que en cada caso exhiben más átomos de oxígeno de éter que la suma del número promedio aritmético de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H y el número 4, y son cadenas laterales con un número pequeño de átomos de oxígeno de éter aquellas cadenas laterales que en cada caso exhiben menos átomos de oxígeno de éter que la diferencia entre el número promedio aritmético de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H y el número 4.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/065787.

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 (en particular respecto a la robustez y universalidad) .

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 5 a 95 % en peso de un copolímero H así como 2 a 60 % 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 del copolímero H exhiben en cada caso cadenas laterales que tienen por lo menos 5 átomos de oxígeno de éter, donde el número de los átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H varía de modo que el correspondiente diagrama de distribución de frecuencias, en el cual 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 aplica la frecuencia pertinente para el copolímero H, contiene por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en más de 8 átomos de oxígeno de éter, todas las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero K exhiben bien sea cadenas laterales con un número grande de átomos de oxígeno de éter o de modo alternativo cadenas laterales con un número pequeño de átomos de oxígeno de éter, donde son cadenas laterales con un número mayor de átomos de oxígeno de éter aquellas cadenas laterales que en cada caso exhiben más átomos de oxígeno de éter que la suma del número promedio aritmético de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H y el número 4, y son cadenas laterales con un número pequeño de átomos de oxígeno de éter aquellas cadenas laterales que en cada caso exhiben menos átomos de oxígeno de éter que la diferencia entre el número promedio aritmético de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H y el número 4.

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

ácido y en el medio acuoso reaccionan como ácidos. Además, deberían entenderse como monómeros ácidos también los monómeros que exhiben por lo menos un doble enlace 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 de ácido maleico o ésteres que se hidrolizan 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 los compuestos que pueden formar copolímeros por radicales libres, con por lo menos un doble enlace 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 los 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 extrema de consistencia, 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... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mezcla de polímero que contiene 5 a 95 % en peso de un copolímero H así como 2 a 60 % 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 del copolímero H exhiben en cada caso cadenas laterales que tienen por lo menos 5 átomos de oxígeno de éter, donde el número de los átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H varía de modo que el diagrama correspondiente de distribución de frecuencias, en el cual 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 aplica la frecuencia pertinente para el copolímero H, contiene por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en más de 8 átomos de oxígeno de éter, todas las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero K exhiben bien sea cadenas laterales con un número grande de átomos de oxígeno de éter o de modo alternativo cadenas laterales con un número menor de átomos de oxígeno de éter, donde son cadenas laterales con un número grande de átomos de oxígeno de éter aquellas cadenas laterales que en cada caso exhiben más átomos de oxígeno de éter que la suma del número promedio aritmético de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H y el número 4, y son cadenas laterales con un número pequeño de átomos de oxígeno de éter aquellas cadenas laterales que en cada caso exhiben menos átomos de oxígeno de éter que la diferencia entre el número promedio aritmético de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H y el número 4.

2. Mezcla de polímeros según la reivindicación 1, que contiene 15 a 80 % en peso de un copolímero H así como 5 a 40 % 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 el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H varía de modo que el correspondiente diagrama de distribución de frecuencias, en el cual en las abscisas se aplica el número de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de unidades estructural de macromonómero de poliéter y en las ordenadas se aplica la frecuencia pertinente para el copolímero H, contiene por lo menos 2 máximos, cuyos valores de abscisa difieren uno de otro 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 las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H varía de modo que el correspondiente diagrama de distribución de frecuencia, en el cual 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 aplica la frecuencia pertinente para el copolímero H, contiene por lo menos 2 máximos cuyos valores de abscisa difieren uno de otro en más de 10 átomos de oxígeno de éter, todas las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero K exhiben bien sea cadenas laterales con un elevado número de átomos de oxígeno de éter o de modo alternativo cadenas laterales con un número pequeño de átomos de oxígeno de éter, donde las cadenas laterales con un número alto de átomos de oxígeno de éter son aquellas cadenas laterales que exhiben en cada caso más átomos de oxígeno de éter que la suma del número promedio aritmético de los átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H y el número 10, y las cadenas laterales con un número pequeño de átomos de oxígeno de éter son aquellas cadenas laterales, que exhiben en cada caso menos átomos de oxígeno de éter que la diferencia entre el número promedio aritmético de átomos de oxígeno de éter por cadena lateral de las unidades estructurales de macromonómero de poliéter del copolímero H y el número 10.

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)

** (Ver fórmula) **

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

** (Ver fórmula) **

con R3 iguales o diferentes y 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 y representados por SO3H, PO3H2, O-PO3H2 y/o C6H4-SO3H presente sustituido en para;

** (Ver fórmula) **

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

** (Ver fórmula) **

con R6 iguales o diferentes y representados por H y/o un grupo alquilo C1 -C4 no ramificado o ramificado; Q iguales o diferentes y representados por NH y/o O; R7 iguales o diferentes y 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- (Aâ?O) α-R9 con m = 0, 1, 2, 3 o 4, e =0, 1, 2, 3 o 4, Aâ? = Cxâ?H2xâ? con xâ? = 2, 3, 4 o 5 y/o CH2C (C6H5) H-, α= un número entero de 1 a 350 con R9 iguales o diferentes y 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 por copolimerización de los monómeros ácidos ácido metacrílico, ácido acrílico, ácido maleico, anhídrido de ácido 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)

** (Ver fórmula) **

con R10, R11 así como R12 en cada caso iguales o diferentes y representados independientemente uno de otro por H y/o un grupo alquilo C1 -C4no ramificado o ramificado; E iguales o diferentes y 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 una unidad no presente; G iguales o diferentes y 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 y representados por CxH2x con x = 2, 3, 4 y/o 5, preferiblemente x = 2, y/o CH2CH (C6H5) ; n iguales o diferentes y representados por 0, 1, 2, 3, 4 y/o 5; a iguales o diferentes y representados por un número entero de 5 a 350, preferiblement.

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

** (Ver fórmula) **

con R14 iguales o diferentes y representados por H y/o un grupo alquilo C1 -C4 no ramificado o ramificado; E iguales o diferentes y 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 y 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 también es una unidad no presente; A iguales o diferentes y representados por CxH2x con x = 2, 3, 4 y/o 5 y/o CH2CH (C6H5) ; n iguales o diferentes y representados por 0, 1, 2, 3, 4 y/o 5 a iguales o diferentes y representados por un número entero de 5 a 350; D iguales o diferentes y representados por una unidad no presente, NH y/o 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 sea NH y/o O: b = 0, 1, 2 o 3, c = 0, 1, 2 o 3, donde b + c = 2 o 3; R15 iguales o diferentes y representados por H, un grupo alquilo C1 -C4 no ramificado o ramificado, CO-NH2, y/o COCH3;

** (Ver fórmula) **

con R16, R17 así como R18 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 y representados por un grupo alquileno C1 -C6 no ramificado o ramificado, un grupo ciclohexilo, CH2-C6H10 y/o C6H4presente sustituido en orto, meta o para; A iguales o diferentes y representados por CxH2x con x = 2, 3, 4 y/o 5 y/o CH2CH (C6H5) ; n iguales o diferentes y representados por 0, 1, 2, 3, 4 y/o 5; L iguales o diferentes y representados por CxH2x con x = 2, 3, 4 y/o 5 y/o CH2-CH (C6H5) ; a iguales o diferentes y representados por un número entero de 5 a 350; d iguales o diferentes y representados por un número entero de 1 a 350; R19 iguales o diferentes y representados por H y/o un grupo alquilo C1 -C4 no ramificado o ramificado, R20 iguales o diferentes y 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 por 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 por lo menos 45 % molar, preferiblemente por lo menos 80 % molar de todas las unidades estructurales de los copolímeros H y K son generadas por copolimerización de monómeros ácidos y macromonómeros 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 11 o un agente dispersante según la reivindicación 12 o 13, caracterizados porque los copolímeros H y K son producidos en cada caso separadamente uno de otro en solución acuosa 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 los monómeros ácidos y macromonómeros de poliéter reaccionan en solución acuosa mediante polimerización por radicales libres empleando un sistema reductor redox que contiene peróxido, donde la temperatura de la solución acuosa durante la polimerización es de 10 a 45 º 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 11 como agente dispersante para agentes ligantes hidráulicos y/o para agentes ligantes hidráulicos latentes.