Utilización de los copolímeros superplastificantes reductores de viscosidad.

Utilización de un (co)polímero que consta de una cadena principal compuesta esencialmente de unidades

(met)acrílicas que presentan un grado de polimerización de 15 a 45 y unas cadenas laterales de tipo polioxialquiladas de una masa molar media comprendida de 500 a 5.000 g/mol que comprenden unas unidades hidrófobas distribuidas de manera estadística a título de adyuvante con el fin de reducir la viscosidad de composiciones a base de cemento hidráulico.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2010/050611.

Solicitante: LAFARGE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 61, RUE DES BELLES FEUILLES 75116 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: MOSQUET, MARTIN, MAITRASSE, PHILIPPE, RINALDI,DAVID, NARANJO,HORACIO, DESSEROIR,ALEXANDRE.

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)

PDF original: ES-2534110_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Utilización de los copolímeros superplastificantes reductores de viscosidad

[1] La presente invención se refiere a la utilización de (co)polímeros policarboxílicos polialcoxilados

específicos para mejorar la viscosidad de composiciones hidráulicas.

[2] Durante la aplicación de un hormigón fluido en obra, un criterio importante de rendimiento constituye la viscosidad del hormigón. Una viscosidad reducida es útil puesto que permite acelerar la preparación, la transferencia 1 y la aplicación. En particular se busca para las formulaciones de hormigones autonivelantes. En la práctica, la viscosidad del hormigón se puede medir por el tiempo de flujo de un volumen dado de hormigón a través de un cono troncocónico. Cuanto más breve sea el tiempo de flujo, menos viscoso será el hormigón y más fácil será su aplicación.

[3] Así es frecuente añadir agua al hormigón durante su transporte desde la central de fabricación o en la

obra si este ha perdido fluidez. Ahora bien, si la Incorporación de agua permite disminuir la viscosidad de una

formulación de hormigón, puede conllevar Igualmente una degradación de las resistencias mecánicas y de los riesgos incrementados de fisuración, pudiendo dar lugar a controversias en el hormigón endurecido.

[4] El descubrimiento de las propiedades dispersantes excepcionales de los (co)polímeros peines policarboxilatos polialcoxilados (PCP), también llamados superplastificantes, ha permitido a la tecnología del hormigón progresar rápidamente. No obstante, su efecto reductor de agua no presupone su efecto reductor de la viscosidad de hormigones, el cual se muestra muy variable.

[5] Estos superplastificantes son unos (co)polímeros que presentan una estructura en peine, cuya cadena principal polimérica consta de unos grupos carboxílicos que llevan unas cadenas laterales compuestas de

secuencias de tipo poliéter.

[6] Con el fin de mejorar la capacidad de reducción de viscosidad de adyuvantes de tipo PCP, la solicitud 3 de patente WO 24/991 describe unas mezclas de (co)polímeros de los cuales uno ha sido modificado por

introducción de un grupo hidrófobo en la cadena lateral. Estas mezclas de (co)polímeros son no obstante bastante complejas y tanto su formulación como sus propiedades pueden ser delicadas de controlar.

[7] Por otro lado, la solicitud de patente WO 24/9999 propone unos (co)polímeros obtenidos por 35 polimerización del 2 al 6% en peso de (met)acrllato de alquilo, 15 la 4% en mol de monómero instaurado que

lleva una cadena polialquileno gllcol y del 19 al 65% en mol de un ácido carboxílico. Según este documento, solo los (co)polímeros preparados respetando estos Intervalos dan resultados favorables.

[8] La solicitud de patente JP 9248438 describe unos (co)polímeros que constan de una cadena 4 principal, especialmente compuesta esencialmente por unidades (met)acrílicas y unas cadenas laterales

polioxialquiladas que comprenden unas unidades hidrófobas distribuidas de manera estadística a título de adyuvante con el fin de reducir la viscosidad de composiciones hidráulicas.

[9] Un objetivo de la invención consistía por tanto en proponer unos adyuvantes específicos que permitan 45 mejorar la viscosidad, en particular disminuyéndola, unas formulaciones de composiciones hidráulicas, a la vez que

se conservan unas propiedades interesantes de reducción de agua.

[1] Otro objetivo consistía por último en proponer tales adyuvantes que sean poco costosos y de fácil fabricación industrial.

[11] Este objetivo se consigue por la utilización de (co)polímeros que constan de una cadena principal obtenida esencialmente a partir de monómeros (met)acrílicos y unas cadenas laterales de tipo polloxlalqullado que comprenden unas unidades hidrófobas distribuidas de manera estadística a título de adyuvante con el fin de reducir la viscosidad de composiciones hidráulicas tal como se define en la reivindicación 1.

[12] La invención se basa en la constatación sorprendente de que la asociación, en un (co)polímero, de unidades procedentes de monómeros (met)acrílicos en la cadena principal y de cadenas laterales de tipo polioxialquilado que comprenden unas unidades hidrófobas distribuidas de manera estadística, accesibles por un procedimiento de preparación simple y poco costoso, confiere a los polímeros un comportamiento Interesante en

materia de reducción de la viscosidad.

[13] Se entiende lo siguiente por el término «polímero peine» designar unos (co)polímeros que constan de una cadena principal y unas cadenas laterales.

[14] El término «(co)polímero» engloba los polímeros y los copolímeros, obtenidos por polimerización de un solo o de varios monómeros, respectivamente.

[15] El término «monómeros (met)acrílicos» engloba los monómeros acrílicos y los monómeros metacrílicos.

[16] Por el término «composiciones hidráulicas», se entiende definir cualquier composición que presente una toma hidráulica y, particularmente, los cementos, morteros y hormigones destinados al conjunto de los mercados de la construcción (construcción, ingeniería civil o planta de prefabricación).

[17] Se entiende por el término «grupo hidrófobo» o «unidad hidrófoba» un grupo que tiene una contribución negativa en el cálculo del HLB según la teoría de Davies (J. T. Davies, Proc. Intern. Congr. Surface Active Substances, 2nd, London, Vol. I, p. 426 (1957)). Los valores HLB pueden ser, por ejemplo, los siguientes:

Grupos________________________________________HLB según la teoría de Davies

-OSOs Na

+38,7

-COOK

+21,1

-COO Na

+19,1

-N amina ternaria

+9,4

Éster (sorbitán)

+6,8

Éster (libre)

+2,4

-COOH

+2,1

-OH (libre)

+1,9

-O-

+1,3

-OH (sorbitán)

+,5

-CH2-CH2-O- (grupo óxido de etileno)

+,33

-CH(CH3)-CH2-- (grupo óxido de propileno)

-,15

-CHs, -CH2-, =CH-

-,475

[18] Preferentemente, la unidad hidrófoba comprende o está constituida por unos grupos oxialquileno que 35 constan de más de 2 átomos de carbono y, particularmente, de al menos tres átomos de carbono. Preferentemente,

los grupos hidrófobos son unos grupos oxipropileno y oxibutileno, preferentemente unos grupos oxipropileno.

[19] Por el término «distribución estadística», se entiende designar una distribución irregular, por tanto no una distribución en bloque de unidades hidrófobas en la cadena lateral. Este tipo de distribución se obtiene

especialmente por reacción en presencia de las diferentes especies y su estructura dependerá especialmente de su reactividad respectiva. Este término está destinado a cubrir especialmente las distribuciones presentes en los (co)polímeros llamados a gradiente (« graded ») o afilados (« tapered ») que constan de cadenas en las cuales la concentración de una unidad aumenta progresivamente a lo largo de la cadena. Este término está destinado igualmente a cubrir las distribuciones que constan de una terminación de cadena que tiene al menos un grupo no 45 hidrófobo, especialmente un grupo oxietileno.

[2] Según la invención, el (co)polímero... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Utilización de un (co)polímero que consta de una cadena principal compuesta esencialmente de unidades (met)acríl¡cas que presentan un grado de polimerización de 15 a 45 y unas cadenas laterales de tipo

polioxialquiladas de una masa molar media comprendida de 5 a 5. g/mol que comprenden unas unidades hidrófobas distribuidas de manera estadística a título de adyuvante con el fin de reducir la viscosidad de composiciones a base de cemento hidráulico.

2. Utilización según la reivindicación 1, en la cual la masa molar media en peso del (co)polímero es de 1 1. a 5. g/mol.

3. Utilización de (co)polímeros según la reivindicación 1 ó 2, en la cual las unidades hidrófobas son unos grupos oxlproplleno y oxlbutlleno.

4. Utilización según la reivindicación 3, en la cual las unidades hidrófobas son unos grupos oxlproplleno.

5. Utilización según una de las reivindicaciones de 1 a 4, en la cual el (co)polímero consta de las

unidades (met)acríllcas de fórmula (I) siguiente:

H R1

f

h

H

J

=o

Z

I

R2

(

en la cual:

R1 es hidrógeno o metilo;

Z es O ó NH; y

R2 es H o un grupo alquilo, arilo, alquiladlo, arllalquilo de 1 a 2 átomos de carbono o incluso un grupo -Q-R3 en el cual R3 es H o un grupo alquilo, arilo, alquiladlo, arllalquilo de 1 a 2 átomos de carbono y Q es de fórmula (II):

4Yi°fr*-fa°fc *b°]v

Jran

(ID

en la cual:

- Yi representa un grupo alqulleno de 2 átomos de carbono,

- Y2 representa un grupo alqulleno de 3 átomos de carbono;

- Y3 representa un grupo alqulleno de 4 átomos de carbono;

- n es un número entero comprendido de 1 a 1;

- m es un número entero comprendido de a 15;

- q es un número entero comprendido de a 15; y

- (n + m + q) es un número entero comprendido de 1 a 5,

sabiendo que el (co)polímero de fórmula (I) consta al menos de un grupo Q con m o q>.

6. Utilización según la reivindicación 5, en la cual el (co)polímero se puede obtener por polimerización

radicalaria de un monómero (met)acrílico de fórmula (la) siguiente:

R1

**(Ver fórmula)**

en la cual los sustituyentes R1, Z y R2 tienen el mismo significado que en la fórmula (I) en la reivindicación 8.

7. Utilización según la reivindicación 5 ó 6, en la cual en las fórmulas (I) y (la), Z es un oxígeno.

8. Utilización según una de las reivindicaciones de 5 a 7, en la cual en las fórmulas (I) y (la), R2 es un

grupo -Q-R3 en el cual R3 es un grupo metilo o etilo.

9. Utilización según una de las reivindicaciones de 5 a 8, en la cual en la fórmula (II), R2 es un grupo -Q- R3 en el cual n varía de 1 a 1 y m varía de 1 a 75 y q vale.

1. Utilización según una de las reivindicaciones de 1 a 9, en la cual la dosificación en (co)polímero se ajusta de manera que el índice de grupos hidrófobos en la composición de aglomerante hidráulico esté comprendido entre el ,2 y el ,5% máslcos con respecto al peso del aglomerante.

11. Utilización según una de las reivindicaciones 1, 3 y de 5 a 9, en la cual el (co)polímero se puede

obtener por un procedimiento en el cual se hace reaccionar, en presencia de agua y de un catalizador, a una temperatura comprendida entre 12 y 25 °C:

- al menos un ácido policarboxílico obtenido por polimerización de al menos un ácido carboxílico no saturado; y 3

- al menos un poliéter que contiene un grupo hidroxilo libre que puede reaccionar con una función carboxílica de dicho ácido policarboxílico,

siendo el catalizador una sal alcalina o alcalino-térrea de un ácido prótico fuerte.