POLVO DE DISPERSION MODIFICADO CON SILANO.

Composición de polvos de polímero redispersables en agua que se obtiene por medio de polimerización iniciada por radicales en medio acuoso de uno o más monómeros del grupo que comprende ésteres vinílicos de ácidos alquilcarboxílicos no ramificados o ramificados con 1 a 15 átomos C,

ésteres de ácido metacrílico y ésteres de ácido acrílico de alcoholes con 1 a 15 átomos C, compuestos vinilaromáticos, olefinas, dienos y halogenuros de vinilo, y secado subsiguiente de la dispersión de polímeros así obtenida, caracterizada porque después de la terminación de la polimerización y antes del secado de la dispersión de polímero se añaden uno o más silanos de la fórmula general

Polvo de dispersión modificado con silano.

La invención se refiere a composiciones de polvos de polímero redispersables en agua y modificadas con silano, y la utilización de estos polvos en sistemas de fraguado hidráulico.

Polímeros basados en ésteres vinílicos, cloruro de vinilo, monómeros de (met)acrilato; estireno, butadieno y etileno se emplean sobre todo en forma de sus dispersiones acuosas o polvos de polímero redispersables en agua en una gran diversidad de aplicaciones, por ejemplo como agentes de revestimiento o aglutinantes para los sustratos más diversos. Los polvos de dispersión encuentran también utilización como aglomerantes en revestimientos de fraguado hidráulico o en adhesivos como adhesivos para baldosas, en morteros WDVS (WDVS = sistema compuesto calorifugante), en revoques o composiciones para juntas basadas en cementos o yeso.

Por el documento DE 4402408 A1 se conoce, para la hidrofobización de composiciones de polvos de dispersión redispersables en agua, la adición durante la polimerización de compuestos organosilícicos dispersables en agua y el secado subsiguiente de las dispersiones de polímero obtenidas de este modo mediante secado por pulverización. En el documento DE 4402409 A1 se propone, para la obtención de polvos de redispersión hidrofobizados, pulverizar juntamente la dispersión de polímero correspondiente y compuestos de silicio dispersables en agua. En el documento DE 10040407 A1 se modifican dispersiones de polímero para adhesivos de baldosas con compuestos que contienen silano y con compuestos de (tio)urea. Para ello se copolimerizan monómeros con funcionalidad silano y con funcionalidad (tio)urea o compuestos de peso molecular relativamente bajo con funcionalidades correspondientes. Por el documento EP 640630 A1 se conoce el empleo, para la producción de composiciones adhesivas con adherencia en húmedo mejorada, de dispersiones acuosas de polímeros que contienen unidades monómeras que se derivan de vinilsilanos. Dispersiones acuosas de polímero con polímeros con funcionalidad silano para la aplicación en adhesivos para baldosas se conocen también por los documentos DE-OS 2148456 y EP 0035332 A2.

En la producción de baldosas se registra una tendencia a establecer baldosas más compactas como por ejemplo baldosas de gres fino o baldosas de la clase de las porcelanas. La absorción de agua y la porosidad de estas baldosas es muy reducida; por regla general su absorción de agua es menor que 0,2% en peso referida al peso de la baldosa. Con ello se reducen notablemente las posibilidades de contraer una unión fuerte del aglomerante inorgánico en el adhesivo para baldosas con la cara inferior de la baldosa. Es necesario el empleo de un aglomerante orgánico adicional, un polvo de dispersión o una dispersión, a fin de mejorar la adherencia y flexibilidad del adhesivo para baldosas. Para garantizar un pegado satisfactorio, tienen que utilizarse por tanto en el caso de suelos de gres o gres fino cantidades de mezcla de polímero cada vez mayores.

Persistía por tanto el objetivo de desarrollar un polvo de dispersión, que haga posible un pegado satisfactorio de las baldosas, preferiblemente de baldosas de gres fino o baldosas de la clase de las porcelanas con una absorción de agua inferior a 0,2% en peso, de modo particularmente preferible para baldosas de gres fino con una absorción de agua inferior a 0,05% en peso.

Objeto de la invención son composiciones de polvos de polímero redispersables en agua que pueden obtenerse por polimerización iniciada por radicales en medio acuoso de uno o más monómeros del grupo que comprende ésteres vinílicos de ácidos alquilcarboxílicos no ramificados o ramificados con 1 a 15 átomos C, ésteres de ácido metacrílico y ésteres de ácido acrílico de alcoholes con 1 a 15 átomos C, compuestos vinilaromáticos, olefinas, dienos y halogenuros de vinilo, y secado subsiguiente de la dispersión de polímeros así obtenida, caracterizadas porque antes o durante la polimerización o antes del secado de la dispersión de polímero se añaden uno o más silanos de la fórmula general

en la cual

R significa un resto alquilo, arilo o alcoxialquilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido,

R¹ significa un resto hidrocarbonado con 1 a 12 átomos de carbono opcionalmente sustituido,

R² significa un resto alquileno con 1 a 20 átomos de carbono opcionalmente sustituido, en el cual las unidades metileno no contiguas unas a otras pueden estar reemplazadas por grupos -O-,

X significa un resto amino NHR³ o un resto epoxi CR⁴(O)CR⁵R⁶, donde

R³ significa un resto alquilo, arilo o aminoalquilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido y

n tiene el valor 0, 1, 2 ó 3; y

R⁴, R⁵, R⁶ significan hidrógeno o un resto alquilo o arilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido.

Preferiblemente, R significa metilo, etilo o propilo.

Por regla general, los restos R¹ no están sustituidos. Preferiblemente, R¹ significa un resto hidrocarbonado con 1 a 6 átomos de carbono, particularmente metilo, etilo, propilo, vinilo o fenilo.

Por regla general, los restos R² no están sustituidos. Preferiblemente R² significa un resto alquileno con 1 a 6 átomos de carbono, particularmente metileno, etileno, propileno.

Preferiblemente R³ significa un resto hidrocarbonado con 1 a 6 átomos de carbono, de modo particularmente preferido 2-aminoetilo, fenilo, ciclohexilo, metilo, etilo, propilo y butilo.

R⁴, R⁵ y R⁶ significan preferiblemente hidrógeno.

Todos los símbolos que anteceden de las fórmulas precedentes exhiben sus significados en todos los casos con independencia unos de otros. En todas las fórmulas, el átomo de silicio es tetravalente.

Los silanos de la fórmula (1) se emplean en cantidades de 0,5 a 50% en peso, preferiblemente 1 a 30% en peso, y de modo particularmente preferible 2 a 15% en peso, referido al peso total de la composición de polvos de polímero redispersables en agua. Preferiblemente se emplean aminopropiltrialcoxisilanos de la fórmula general (1) y glicidoxipropiltrialcoxisilanos de la fórmula general (1).

De modo particularmente preferido se emplean (3-aminopropil)trietoxisilano, (3-aminopropil)trimetoxisilano, N-(2-aminoetil)(3-aminopropil)trietoxisilano, N-(2-aminoetil)(3-aminopropil)trimetoxisilano, N-(2-aminoetil)(3-aminopropil)metildimetoxisilano, anhídrido del ácido 3-(trietoxisilil)propilsuccínico, N-ciclohexilaminometilmetildietoxisilano, N-(3-(trietoxisilil)-propil)-metiluretano, N-(3-(trimetoxisilil)propil)-metiluretano, N-(3-(trietoxisilil)propil)-urea, N-(3-(trimetoxisilil)propil)-urea, (3-glicidoxipropil)trietoxisilano, y (3-glicidoxipropil)trimetoxisilano.

Los silanos de la fórmula (1) empleados de acuerdo con la invención son productos comerciales o pueden obtenerse en la química del silicio según métodos convencionales, por ejemplo según el proceso que se describe en Noll, Chemie und Technologie der Silikone, 2ª edición, 1968, Weinheim, y en Houben-Weil, Methoden der Organischen Chemie, volumen E20, Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1987). Los silanos de la fórmula (1) mencionados pueden emplearse solos o en forma de mezclas.

Ésteres vinílicos apropiados para la producción del polímero base son los de ácidos carboxílicos con 1 a 15 átomos C. Ésteres vinílicos preferidos son acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, 2-etilhexanoato de vinilo, laurato de vinilo, acetato de 1-metilvinilo, pivalato de vinilo y ésteres vinílicos de ácidos monocarboxílicos ramificados en a con 9 a 13 átomos C, por ejemplo VeoVa9® o VeoVa10® (nombres comerciales de la firma Resolution). Se prefiere particularmente el acetato de vinilo.

Ésteres de ácido metacrílico o ésteres de ácido acrílico apropiados son ésteres de alcoholes no ramificados o ramificados con 1 a 15 átomos C como acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de propilo, metacrilato de propilo, acrilato de n-butilo, metacrilato de n-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, y acrilato de norbornilo. Se prefieren acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo y acrilato de 2-etilhexilo.

 

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Reivindicaciones:

1. Composición de polvos de polímero redispersables en agua que se obtiene por medio de polimerización iniciada por radicales en medio acuoso de uno o más monómeros del grupo que comprende ésteres vinílicos de ácidos alquilcarboxílicos no ramificados o ramificados con 1 a 15 átomos C, ésteres de ácido metacrílico y ésteres de ácido acrílico de alcoholes con 1 a 15 átomos C, compuestos vinilaromáticos, olefinas, dienos y halogenuros de vinilo, y secado subsiguiente de la dispersión de polímeros así obtenida, caracterizada porque después de la terminación de la polimerización y antes del secado de la dispersión de polímero se añaden uno o más silanos de la fórmula general

en la cual

R significa un resto alquilo, arilo o alcoxialquilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido,

R¹ significa un resto hidrocarbonado con 1 a 12 átomos de carbono opcionalmente sustituido,

R² significa un resto alquileno con 1 a 20 átomos de carbono opcionalmente sustituido, en el cual las unidades metileno no contiguas unas a otras pueden estar reemplazadas por grupos -O-,

X significa un resto amino NHR³ o un resto epoxi CR⁴(O)CR⁵R⁶, donde

R³ significa un resto alquilo, arilo o aminoalquilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido y

n tiene el valor 0, 1, 2 ó 3; y

R⁴, R⁵, R⁶ significan hidrógeno o un resto alquilo o arilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido.

2. Composición de polvos de polímero redispersables en agua de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los silanos de fórmula (1) se emplean en cantidades de 0,5 a 50% en peso, referidas al peso total de la composición de polvos de polímero redispersables en agua.

3. Composición de polvos de polímero redispersables en agua según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque se emplean aminopropiltrialcoxisilanos de la fórmula general (1) o glicidoxipropiltrialcoxisilanos de la fórmula general (1).

4. Composición de polvos de polímero dispersables en agua según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque se emplean uno o más silanos de la fórmula (1) del grupo que comprende (3-aminopropil)trietoxisilano, (3-amino-propil)trimetoxisilano, N-(2-aminoetil)(3-aminopropil)-trietoxisilano, N-(2-aminoetil)(3-aminopropil)trimetoxisilano, N-(2-aminoetil)(3-aminopropil)metildimetoxiilano, anhídrido del ácido 3-(trietoxisilil)-propilsuccínico, N-ciclohexilaminometilmetildietoxisilano, N-(3-(trietoxisilil)propil)-metiluretano, N-(3-(trimetoxisilil)propil)-metiluretano, N-(3-(trietoxisilil)propil)-urea, N-(3-(trimetoxisilil)propil)-urea, (3-glicidoxipropil)trietoxisilano, y (3-glicidoxipropil)-trimetoxisilano.

5. Proceso para la producción de composiciones de polvos de polímero redispersables en agua por medio de polimerización iniciada por radicales en medio acuoso de uno o varios monómeros del grupo que comprende vinilésteres de ácidos alquilcarboxílicos no ramificados o ramificados con 1 a 15 átomos C, ésteres de ácido metacrílico y ésteres de ácido acrílico de alcoholes con 1 a 15 átomos C, compuestos vinilaromáticos, olefinas, dienos y halogenuros de vinilo, y secado subsiguiente de la dispersión de polímeros así obtenida, caracterizado porque después del final de la polimerización y antes del secado de la dispersión de polímeros se añaden uno o más silanos de la fórmula general

en la cual

R significa un resto alquilo, arilo o alcoxialquilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido,

R¹ significa un resto hidrocarbonado con 1 a 12 átomos de carbono opcionalmente sustituido,

R² significa un resto alquileno con 1 a 20 átomos de carbono opcionalmente sustituido, en el cual las unidades metileno no contiguas unas a otras pueden estar reemplazadas por grupos -O-,

X significa un resto amino NHR³ o un resto epoxi CR⁴(O)CR⁵R⁶, donde

R³ significa un resto alquilo, arilo o aminoalquilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido y

n tiene el valor 0, 1, 2 ó 3; y

R⁴, R⁵, R⁶ significan hidrógeno o un resto alquilo o arilo con 1 a 10 átomos de carbono opcionalmente sustituido.

6. Proceso según la reivindicación 5, caracterizado porque los silanos de la fórmula (1) se cargan inicialmente antes de la polimerización o se añaden durante la polimerización.

7. Proceso según la reivindicación 5, caracterizado porque los silanos de la fórmula (1) se añaden después del final de la polimerización a la dispersión de polímero en forma pura o en forma de una solución acuosa o como dispersión acuosa.

8. Utilización de las composiciones de polvos de polímero redispersables en agua según la reivindicación 1 a 4 en productos químicos para la construcción, en asociación con aglomerantes del fraguado hidráulico como cementos, yeso y vidrio soluble.

9. Utilización de las composiciones de polvo de polímero redispersables en agua según la reivindicación 1 a 4 para la producción de adhesivos para la construcción, particularmente adhesivos para baldosas y adhesivos de aislamiento térmico total, revoques, "Scim-coat", composiciones tapaporos, composiciones de emplastecido para pavimentos, composiciones de nivelación, lechadas de impermeabilización, morteros para juntas, pinturas, así como morteros de inyección y hormigón de inyección para construcciones de edificios elevados y obras públicas y para el revestimiento de paredes de túneles.

10. Utilización de las composiciones de polvos de polímero redispersables en agua según las reivindicaciones 1 a 4 como adhesivos de solado para baldosas con una absorción de agua inferior a 0,2% en peso.

11. Utilización de las composiciones de polvos de polímero redispersables en agua según la reivindicación 1 a 4 como adhesivos de solado para baldosas con una absorción de agua inferior a 0,05% en peso.

 

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