Un polímero ramificado con forma de peine que comprende unidades recurrentes de (a) un monómero carboxílico insaturado,

(b) un macromonómero de poli(oxietilenooxipropileno) rico en oxipropileno y un (c) macromonómero de poli(oxietilenooxipropileno) rico en oxietileno.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a polímeros ramificados con forma de peine. Más particularmente, la invención se refiere a polímeros ramificados con forma de peine que presentan un menor arrastre de aire en la mezcla de cemento.

Antecedentes de la invención

Los agentes reductores de agua reducen la cantidad de agua que se necesita en las mezclas de cemento, al tiempo que se mantiene una buena capacidad de procesado y consistencia. Los sulfonatos de lignina y los condensados de sulfonato de naftaleno-formaldehído se han usado ampliamente como agentes reductores de agua. Estos agentes reductores de agua convencionales se encuentran fácilmente disponibles y relativamente no son caros. No obstante, se usan en dosificaciones elevadas.

Por el contrario, los agente reductores de agua polímeros nuevamente desarrollados ofrecen un elevado rendimiento pero son más caros de preparar. La patente de EE.UU. Nº. 4.814.014, por ejemplo, muestra el modo de injertar monómeros insaturados etilénicamente en un poliéter. El copolímero injertado se usa en una dosificación baja. Desafortunadamente, se contamina con una parte grande de poliéter no injertado y homopolímero etilénico. Debido a que estos polímeros no injertados no funcionan como agentes reductores de agua, disminuyen la eficacia del producto.

Los copolímeros ramificados con forma de peine de ácido acrílico y macromonómeros de poliéter se han usado como agentes reductores de agua de alta eficacia (véase documento US-A-5.834.576). Los copolímeros ramificados con forma de peine presentan estructuras más uniformes en comparación con los polímeros injertados del documento US-A-4.814.014. Por consiguiente, presentan una mayor capacidad reductora de agua. Una ventaja añadida de estos copolímeros es la capacidad mejorada para mantener el “asentamiento”. La retención de asentamiento es el tiempo susceptible de procesado una vez que se produce la mezcla de cemento. Los macromonómeros de poliéter comúnmente usados incluyen acrilatos, metacrilatos y éteres de alilo de poliéter.

Métodos para preparar copolímeros ramificados con forma de peine de monómeros carboxílicos y macromonómeros de poliéter resultan conocidos y son relativamente simples. En general, la polimerización de radicales libres de un macromonómero de poliéter con un monómero de ácido carboxílico forma un copolímero ramificado con forma de peine. El documento US-A-6.214.958 describe un proceso continuo para preparar un polímero ramificado con forma de peine. El polímero ramificado con forma de peine preparado de este modo se comporta mejor como agente reductor de agua en cementos, en comparación con el preparado según un proceso de lotes.

Una cuestión práctica para usar el polímero ramificado con forma de peine es la mezcla de cemento es que los polímeros ramificados con forma de peine retienen aire. El manejo de la retención de aire con frecuencia resulta difícil. Además, se necesitan nuevos polímeros ramificados con forma de peine. De manera ideal, el polímero ramificado con forma peine presenta una retención de aire reducida.

Sumario de la invención

La invención es un nuevo polímero ramificado con forma de peine. El polímero ramificado con forma de peine comprende unidades recurrentes de un monómero insaturado carboxílico, un macromonómero de poli(oxipropilenooxietileno) que tiene un contenido de oxipropileno mayor o igual que 50 % en peso y un macromonómero de poli(oxipropileno-oxietileno) que tiene un contenido de oxietileno mayor que 50 % en peso. De manera sorprendente, el polímero ramificado con forma de peine de la invención proporciona una retención de aire considerablemente menor en las mezclas de cemento, en comparación con los polímeros ramificados con forma de peine conocidos.

Descripción detallada de la invención

La invención es un polímero ramificado con forma de peine que proporciona una retención de aire considerablemente reducida en mezclas de cemento. El polímero ramificado con forma de peine comprende unidades recurrentes de monómero carboxílico insaturado, macromonómero de poli(oxietilenooxipropileno) y rico en oxipropileno y un macromonómero de poli(oxietilenooxipropileno) rico en oxietileno.

Los polímeros ramificados con forma de peine convencionales para su uso en cemento como agente reductor de agua comprenden unidades recurrentes de monómero carboxílico insaturado y de macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno). El macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno) usado con frecuencia es rico en unidades recurrentes de oxietileno que proporcionan solubilidad en agua y compatibilidad con el cemento. Aunque los polímeros con forma de peine convencionales son eficaces como agentes reductores de agua en mezclas de Esta invención proporciona una solución al problema de la retención de aire con el uso de agentes reductores de agua de polímero ramificado con forma de peine convencional en mezclas de cemento. Los inventores han encontrado que el polímero ramificado con forma de peine que comprende ambas unidades recurrentes de macromonómero rico en oxietileno y macromonómero rico en oxipropileno proporciona una retención de aire considerablemente reducida en mezclas de cemento en comparación con los agentes reductores de agua de polímero ramificado con forma de peine convencional.

Macromonómeros apropiados para preparar el polímeros ramificado con forma de peine de la invención incluyen copolímeros aleatorios de poli(oxietileno-oxipropileno) o copolímeros de bloques unidos con un doble enlace C=C que es susceptible de polimerización en forma de radicales libres con un monómero carboxílico insaturado. Ejemplos de macromonómeros apropiados son acrilatos de poli(oxietilenooxipropileno), metacrilato de poli(oxietilenooxipropileno), maleatos de poli(oxietileno-oxipropileno), fumaratos de poli(oxietileno-oxipropileno), alil éteres de poli(oxietileno-oxipropileno) y sus mezclas.

Preferentemente, los macromonómeros apropiados presentan un peso molecular medio en número dentro del intervalo de 500 a 7.000. Más preferentemente, los macromonómeros presentan un peso molecular medio en número dentro del intervalo de 1.000 a 5.000.

De manera opcional, las macromonómeros pueden comprender otras unidades de oxialquileno tales como oxibutileno. Preferentemente, las otras unidades de oxialquileno se encuentran presentes en una cantidad menor que 50 % en peso de la composición total de macromonómero. Más preferentemente, las otras unidades de oxialquileno se encuentran presentes en una cantidad de 25 % en peso de la composición total del polímero.

Un macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno) rico en oxipropileno apropiado tiene una relación en peso mayor

o igual que 1. Preferentemente, el macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno) rico en oxipropileno tiene una relación en peso de oxipropileno/oxietileno dentro del intervalo de 60/40 a 95/5. Más preferentemente, el macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno) rico en oxipropileno tiene una proporción en peso de oxipropileno/oxietileno dentro del intervalo de 70/30 a 90/10. Del modo más preferido, el macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno) rico en oxipropileno tiene una proporción en peso de oxipropileno/oxietileno dentro del intervalo de 75/25 a 85/15.

De manera apropiada el macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno) rico en oxietileno tiene una proporción en peso de oxietileno/oxipropileno mayor que 1. Preferentemente, el macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno) rico en oxietileno tiene una proporción en peso de oxietileno/oxipropileno dentro del intervalo de 60/40 a 90/10. Más preferentemente, el macromonómero de poli(oxietileno-oxipropileno) rico en oxietileno tiene una proporción en peso de oxietileno/oxipropileno dentro del intervalo de 65/35 a 75/25.

Preferentemente, la proporción en peso de unidades recurrentes de macromonómero rico en oxipropileno/ macromonómero rico en oxietileno se encuentra dentro del intervalo de 1/100 a 50/100. Más preferentemente, la proporción en peso de unidades recurrentes de macromonómero rico en oxipropileno/macromonómero rico en oxietileno se encuentra dentro del intervalo de 2/100 a 25/100.

El monómero carboxílico insaturado apropiado incluye cualesquiera monómeros que tienen un doble enlace C=C susceptible de polimerización por radicales libres y un grupo funcional carboxílico. Preferentemente, el monómero carboxílico insaturado se escoge entre el grupo que consiste en... [Seguir leyendo]

1. Un polímero ramificado con forma de peine que comprende unidades recurrentes de (a) un monómero carboxílico insaturado, (b) un macromonómero de poli(oxietilenooxipropileno) rico en oxipropileno y un (c) macromonómero de poli(oxietilenooxipropileno) rico en oxietileno.

2. El polímero de la reivindicación 1, en el que el macromonómero (b) presenta una proporción en peso de oxipropileno/oxietileno dentro del intervalo de 50/50 a 95/5.

3. El polímero de la reivindicación 1, en el que el macromonómero (b) presenta una proporción en peso de oxipropileno/oxietileno dentro del intervalo de 70/30 a 90/10.

4. El polímero de la reivindicación 1, en el que el macromonómero (b) presenta una proporción en peso de oxipropileno/oxietileno dentro del intervalo de 75/25 a 85/15.

5. El polímero de la reivindicación 1, en el que el macromonómero (b) presenta una proporción en peso de oxietileno/oxipropileno dentro del intervalo de 60/40 a 90/10.

6. El polímero de la reivindicación 1, en el que el macromonómero (b) presenta una proporción en peso de oxietileno/oxipropileno dentro del intervalo de 65/35 a 75/25.

7. El polímero de la reivindicación 1, en el que los macromonómeros (b) y (c) se escogen entre el grupo que consiste en acrilatos de poli(oxietilenooxipropileno), metacrilatos de poli(oxietileno-oxipropileno), maleatos de poli(oxietileno-oxipropileno), fumaratos de poli(oxietileno-oxipropileno), alil éteres de poli(oxietilenooxipropileno) y sus mezclas.

8. El polímero de la reivindicación 1, en el que los macromonómeros (b) y (c) se escogen de forma independiente en el grupo que consiste en acrilatos de poli(oxietilenooxipropileno), metacrilatos de poli(oxietileno-oxipropileno) y sus mezclas.

9. El polímero de la reivindicación 1, en el que el monómero carboxílico insaturado se escoge en el grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, anhídrido maleico o ácido, acrilato de sodio, metacrilato de sodio, maleato de sodio, acrilato de amonio, metacrilato de amonio, maleato de amonio, acrilato de potasio, metacrilato de potasio, maleato de potasio y sus mezclas.

10. El polímero de la reivindicación 1, en el que el monómero carboxílico insaturado se escoge en el grupo que consiste en ácido acrílico, acrilato de sodio, acrilato de potasio, acrilato de amonio y sus mezclas.

11. El polímero de la reivindicación 1 que tiene un contenido de componente (a) dentro de intervalo de 2 % en peso a 20 % en peso, basado en la composición de polímero total .

12. El polímero de la reivindicación 1, que presenta una proporción en peso de macromonómero (b) con respecto a macromonómero (c) dentro de intervalo de 1/100 a 50/100.

13. El polímero de la reivindicación 12, en el que la proporción en peso de macromonómero (b) con respecto a macromonómero (c) se encuentra dentro del intervalo de 2/100 a 20/100.

14. El polímero de la reivindicación 1, en el que los macromonómeros (b) y (c) presentan de manera independiente pesos moleculares medios en número dentro del intervalo de 500 a 7.000.

15. El polímero de la reivindicación 1, en el que los macromonómeros (b) y (c) presentan pesos moleculares medios en número dentro del intervalo de 1.000 a 5.000.

16. Un proceso para preparar el polímero de la reivindicación 1, comprendiendo dicho proceso polimerizar una mezcla que comprende componentes (a), (b) y (c) con un iniciador de radicales libres y un agente de transferencia de cadena opcional.

17. El proceso de polimerización continuo de la reivindicación 16.

18. La polimerización por lotes de la reivindicación 16.

19. La polimerización semi-continua de la reivindicación 16.

20. Una composición de cemento que comprende el polímero de la reivindicación 1.