COPOLÍMEROS CON CADENAS LATERALES DE POLIÉTER Y UNIDADES ESTRUCTURALES HIDROXIALQUILO Y ÁCIDO.

Copolímeros con cadenas laterales de poliéter y unidades estructurales hidroxialquilo y ácido La presente invención se refiere a un copolímero para la producción del copolímero así como una mezcla de materiales de construcción. Se sabe que frecuentemente se añaden aditivos en forma de agentes dispersantes a suspensiones pastosas de sustancias orgánicas o inorgánicas en polvo como arcillas, harina de silicato, tiza, hollín, harina de roca y agentes hidráulicos, para el mejoramiento de su capacidad para ser transformados, es decir ser amasados, ser extendidos, ser inyectados, ser bombeados, o en su fluidez. Tales aditivos son capaces de impedir la formación de aglomerados de materia sólida, dispersar las partículas ya presentes y recientemente formadas durante la hidratación y de esta forma mejorar la capacidad para ser transformados. Este efecto es explotado en particular también enfocado a la producción de mezclas de materiales de construcción que contienen agentes ligantes como cemento, cal, yeso, semihidrato o anhidrita. Para transformar estas mezclas de materiales de construcción a base de los mencionados agentes ligantes, en una forma que pueda ser usada en forma lista para aplicar, en esencia por regla general se necesitan más agua de amasado de la que sería necesaria para los subsiguientes procesos de hidratación y endurecimiento. La fracción de espacios huecos formada en el cuerpo del hormigón por el agua de dilución que posteriormente esta en exceso, conduce a una firmeza y estabilidad mecánicas significativamente desmejoradas. Para reducir esta fracción de agua para una consistencia especificada de procesamiento y/o para mejorar la capacidad para ser procesado, para una relación especificada de agua/agente ligante, se emplean aditivos que en general se definen como agentes de reducción de agua o agentes de fluidez. En la práctica se emplean como tales agentes en particular copolímeros que pueden ser producidos mediante polimerización por radicales libres de monómeros de ácido y/o monómeros de derivados de ácido con macromonómeros de poliéter. En la WO 2005/075529 se describen copolímeros que aparte de unidades estructurales de monómeros de ácido, exhiben unidades estructurales de viniloxibutilenpoli(etilenglicol) como unidades estructurales del macromonómero de poliéter. Tales tipos de copolímero son distribuidos ampliamente como agentes de fluidez de alto desempeño puesto que estos exhiben excelentes propiedades de aplicación. En esta relación son de resaltar particularmente la robustez o bien universalidad respecto al empleo de diferentes cementos, diferentes procedimientos de mezcla así como diferentes temperaturas de aplicación. El hormigón que contiene este agente de fluidez de alto desempeño se distingue normalmente por una particularmente buena capacidad para ser trabajado. El viniloxibutilenpoli(etilenglicol) empleado como precursor monomérico de éste copolímero es obtenido mediante etoxilación de 4-hidroxibutilviniléter. El 4-hidroxibutilviniléter es un producto de reacción a escala industrial de acetileno. Debido a las circunstancias según la cual la química basada en el acetileno (química de Reppe) fue sustituida ampliamente por la química basada en etileno, la producción a gran escala de 4-hidroxibutilviniléter está ligada a locaciones industriales que operan aún un poco de la química de Reppe. Además, regularmente se parte de la base que el 4-hidroxibutilviniléter como producto de la, particularmente costosa desde la vista de la seguridad, química de Reppe, no es o ha sido particularmente producible de modo económico. De modo correspondiente, lo anteriormente dicho afecta también la disponibilidad y los costos de viniloxibutilenpoli(etilenglicol) así como los correspondientes copolímeros. Con ello el objetivo el que se basa la presente invención es poner a disposición un agente dispersante económico para agentes ligantes hidráulicos, el cual sea particularmente adecuado como agente de fluidez/agente de reducción de agua para el hormigón. La solución de este objetivo es un copolímero que exhibe i) 5 a 55 % molar de una unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter, ii) 2 a 90 % molar de una unidad estructural ß de un derivado de ácido acrílico y iii) 2 a 90 % molar una unidad estructural de un hidroxialquilacrilato, donde la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter se representa por la siguiente fórmula general (la) 2 E09709988 31-10-2011 con A es igual o diferente así como representado por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, a igual o diferente y representado por un número entero entre 5 y 45, la unidad estructural ß de derivado de ácido acrílico es representada por las siguientes fórmulas generales (IIa) y/o (IIb) con x igual o diferente y representado por NH-(CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4 o representado por O-(CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4; R 1 igual o diferente y representado por SO3H, PO3H2, OPO3H2, y/o C6H5-SO3H con R 2 igual o diferente y representado por OH, OM con M = Na, K, Ca y/o ONH4 y la unidad estructural hidroxialquilacrilato representada por la siguiente fórmula general (III) con   R 3 igual o diferente y representado por un grupo monohidroxialquilo ramificado o no ramificado C1 - C5. La determinación de a (número de grupos alcoxi) en la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter según la fórmula general (la) ocurre con base en la denominada medición MALDI-TOF-MS (MALDI-TOF-MS es una 20 abreviatura de espectroscopia de masas de tiempo de vuelo de desorción/ionización láser asistida por matriz). Las mediciones MALDI-TOF-MS llevadas a cabo en esta relación fueron ejecutadas en un " Bruker Reflex III", equipado con un láser de nitrógeno de 337 nm. El voltaje de aceleración fue de 20 kV y la detección de los espectros de cationes ocurrió en el modo de reflexión. Como matriz se empleó ácido dihidroxibenzoico (DHB) y como sal cloruro de potasio de la compañía Merck KGaA. La preparación de las muestras ocurrió como preparación de materia 25 sólida. Para esto se disolvió en cada caso una punta de espátula de la correspondiente muestra en THF. A continuación se trituró en un mortero una pequeña fracción de la muestra disuelta con una punta de espátula de DHB y una punta de espátula de cloruro de potasio. Se aplicó una parte de esta mezcla con una espátula sobre una placa de muestras. La calibración ocurrió con un estándar externo, el cual se componía de los siguientes péptidos 3 E09709988 31-10-2011 (Pepmix): 10 pm/µI de bradikinina, 10 pm/µl de angiotensina I, 10 pm/µl de angiotensina II, 10 pm/µl de neurotensina y10 pm/µl de ACTH. Se disolvieron los péptidos en una mezcla de 20 % en peso de acetonitrilo, 79,9 % en peso de H2O y 0,1 % en peso de ácido fórmico. Adicionalmente se diluyó el Pepmix con H2O. Para la calibración se mezcló 1 µl de Pepmix con 1 µl de solución de DHB sobre una mancha del objetivo. Como solvente para la solución de DHB se emplea una mezcla metanol-agua en relación 1:1. La concentración fue de 10 mg/ml. La unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter está involucrada de modo significativo en el efecto dispersante del copolímero. El precursor del correspondiente producto monomérico de partida es isoprenol (3-metil- 3-buten-1-ol). Isoprenol es un producto de la química de las olefinas, el cual resulta por ejemplo en grandes cantidades como producto intermedio en la síntesis de citral. En general puede decirse que el isoprenol puede ser considerado como un producto intermedio disponible en grandes cantidades y de precio conveniente en la industria química. De ello resulta un atractivo económico correspondientemente alto de los copolímeros acordes con la invención, los cuales se basan en isoprenol alcoxilado. Adicionalmente es esencial que los copolímeros acordes con la invención exhiben las excelentes propiedades de aplicación del agente de fluidez de alto desempeño, las cuales fueron descritas previamente. Finalmente, en relación a la producción del copolímero (proceso de polimerización) debería mencionarse que, debido a la resistencia particularmente alta frente a la hidrólisis ácida, el isoprenol alcoxilado es más fácilmente manipulable en la técnica del método en comparación con el viniloxibutilenpoli(etilenglicol). Usualmente en la fórmula general (Ia) que representa la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter, x se representa por 2 y/o 3, preferiblemente 2. Con ello, son típicos grupos etoxi o mezclas de grupos etoxi- y propoxi. En la fórmula general (Ia) que representa la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter, aplica preferiblemente para por lo menos 20 % molar, de modo particularmente preferido para por lo menos 35 % molar de todos los segmentos de cadena lateral (AO)a, a = 6 a 15 y preferiblemente para otro por... [Seguir leyendo]

i) 5 a 55 % molar de una unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter, ii) 2 a 90 % molar de una unidad estructural ß de un derivado de ácido acrílico y iii) 2 a 90 % molar una unidad estructural de un hidroxialquilacrilato, donde la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter se representa por la siguiente fórmula general (la) con A igual o diferente así como representado por un grupo alquileno según CxH2x con x = 2, 3, 4 o 5, a igual o diferente y representado por un número entero entre 5 y 45, donde en la fórmula general (Ia) que representa la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter aplica que para por lo menos 20 % molar, preferiblemente por lo menos 35 % molar de todos los segmentos de cadena lateral (AO)a, a = 6 a 15 y para otro por lo menos 20 % molar, preferiblemente por lo menos 35 % molar de todos los segmentos de cadena lateral (AO)a, a = 19 a 35, la unidad estructural ß de un derivado de ácido acrílico es representada por las siguientes fórmulas generales (IIa) y/o (IIb) con X igual o diferente y representado por NH-(CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4 o representado por O-(CnH2n) con n = 1, 2, 3 o 4; R 1 igual o diferente y representado por SO3H, PO3H2, OPO3H2, y/o C6H5-SO3H con   9 E09709988 31-10-2011 R 2 igual o diferente y representado por OH, OM con M = Na, K, Ca y/o ONH4 y la unidad estructural de hidroxialquilacrilato es representada por la siguiente fórmula general (III) con   R 3 igual o diferente y representado por un grupo monohidroxialquilo ramificado o no ramificado C1 - C5. 2. Copolímero según la reivindicación 1, caracterizado porque en la fórmula general (Ia) que representa la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter, x es representado por 2 y/o 3, preferiblemente 2. 3. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter está presente en una proporción relativa de 25 a 50 % molar, preferiblemente 30 a 45 % molar. 4. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unidad estructural ß de un derivado de ácido acrílico está presente en una proporción relativa de 35 a 60 % molar, preferiblemente 40 a 55 % molar. 5. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad estructural de hidroxialquilacrilato está presente en una proporción relativa de 2 a 30 % molar, preferiblemente 6 a 23 % molar. 6. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unidad estructural ß de un derivado de ácido acrílico es representada por la fórmula general (IIb). 7. Copolímero según la reivindicación 6, caracterizado porque la unidad estructural ß de un derivado de ácido acrílico es representada por la fórmula general (IIb) y porque R 2 es representado por OH. 8. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la unidad estructural de hidroxialquilacrilato, la cual está representada por la fórmula general (III), R 3 es representado por -CH2-CHOH-CH3, - CHCH3-CH2-OH y/o -CH2-CH2-OH. 9. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 8, que exhibe un peso molecular promedio ponderado de 10.000 a 100.000. 10. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 9, el cual está presente en una solución acuosa que contiene 30 a 95 % en peso de agua y 5 a 70 % en peso de masa seca disuelta. 11. Copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 10, el cual aparte de la unidad estructural de derivado de isoprenolpoliéter, de la unidad estructural ß derivada de ácido acrílico y de la unidad estructural derivada de hidroxialquilacrilato exhibe aún por lo menos otra unidad estructural. 12. Copolímero según la reivindicación 11, que exhibe iv) por lo menos 1 % molar de una unidad estructural de isoprenol la cual se representa por la fórmula general (IVa) E09709988 31-10-2011   13. Producción de un copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 12 mediante polimerización en solución por radicales libres a 0 a 40 °C en presencia de un ini ciador redox, donde se emplea como solvente agua. 14. Mezcla de material para la construcción que contiene copolímero según una de las reivindicaciones 1 a 12 así como un agente ligante hidráulico y/o un agente ligante hidráulico latente. 15. Mezcla de material para la construcción según la reivindicación 14, caracterizada porque el agente ligante hidráulico está presente como cemento, cal, semihidrato, anhidrita o yeso, preferiblemente como cemento. 16. Mezcla de material para la construcción según la reivindicación 14, caracterizada porque el agente ligante hidráulico latente está presente como pavesa, piedra de trass o escoria de alto horno. 11 E09709988 31-10-2011