COMPOSICIÓN DE INERTIZACIÓN DE IMPUREZAS.

Procedimiento de inertización de arcillas en las arenas destinadas a la preparación de composiciones hidráulicas,

que comprende una etapa que consiste en añadir a la composición hidráulica o a uno de sus constituyentes una composición que comprende un polímero aniónico y por lo menos 50% en peso de un polímero catiónico que presenta una densidad de cargas catiónicas superior a 0,5 meq/g y una viscosidad intrínseca inferior a 1 dl/g, como materia activa, realizándose la medida de viscosidad intrínseca en una solución de NaCl a 3 moles/l, con un viscosímetro capilar de tipo Ubbelhode, a 25ºC.

Composición de inertización de impurezas La presente invención se refiere a una composición útil para la inertización de impurezas nocivas tales como las arcillas en composiciones hidráulicas.

A veces es difícil controlar de manera constante las propiedades de las composiciones hidráulicas. La calidad de las materias primas está a menudo en el origen de estas variaciones. En particular, se ha comprobado que las arenas o más específicamente las impurezas contenidas en las arenas, tales como las arcillas, pueden generar fluctuaciones de propiedades de composiciones hidráulicas.

En determinados casos, estas fluctuaciones son debidas a una disminución de la eficacia de los plastificantes de tipo polímero con estructura de peine, denominados también superplastificantes.

Según el documento WO 98/58887, la absorción de estos polímeros por arcillas esponjosas de tipo 2:1 presentes en las arenas está en el origen de esta disminución de eficacia. Se conoce cómo eliminar las arcillas y otras impurezas de las arenas mediante lavado con agua. El agua sucia se trata a continuación con un agente de floculación que permite acelerar la separación líquido sólido y recuperar así un agua limpia. Este agua se recicla a continuación para realizar de nuevo un lavado de las arenas. Esta solución sin embargo es costosa en cuanto a los equipos y necesita un aporte de agua importante. Además, las arenas lavadas contienen generalmente floculante residual, que presenta efectos nefastos en las propiedades de las composiciones hidráulicas.

La solicitud JP 9-221346 propone neutralizar el efecto negativo del floculante residual de tipo aniónico añadiendo un polímero catiónico.

Otra solución consiste en no separar las arcillas de las arenas sino en inertizar las arcillas en las arenas. El documento WO 98/58887 propone la utilización de agentes que modifican la actividad de la arcilla, por ejemplo disminuyendo su capacidad de absorción o realizando una preabsorción. El documento propone otra utilización de cationes inorgánicos u orgánicos, cuyas (poli) aminas cuaternarias en su caso alcoxiladas.

No obstante, los agentes descritos no proporcionan todavía entera satisfacción en cuanto a la eficacia. Así, es necesario añadir una dosis elevada de agentes para tratar los materiales con un contenido importante en impurezas. Una dosis elevada implica costos que hacen poco interesante el procedimiento en el plano industrial.

Además, al contrario de lo que enseña el documento WO 98/58887, las arcillas diferentes, de tipo 1:1, por ejemplo, pueden engendrar igualmente una reducción de la calidad de las composiciones hidráulicas.

El objetivo de la presente invención consiste pues en proponer una composición útil para reducir los efectos indeseables relacionados con la presencia de impurezas nocivas tales como las arcillas. En particular, se investiga una composición tal que sea robusta, es decir con prestaciones para composiciones hidráulicas diferentes. Además, se investiga una composición estable al almacenamiento, poco costosa y cuya puesta en marcha no necesite equipos sofisticados.

Este objetivo se consigue mediante una composición que comprende un polímero catiónico especifico. El polímero catiónico específico está asociado a un polímero aniónico.

Así, la invención tiene por objeto principalmente un procedimiento de inertización de arcillas en las arenas destinadas a la preparación de composiciones hidráulicas, que comprende una etapa que consiste en añadir a la composición hidráulica o a uno de sus constituyentes una composición que comprende un polímero aniónico y por lo menos 50% en peso de un polímero catiónico que presenta una densidad de cargas catiónicas superior a 0, 5 meq/g y una viscosidad intrínseca inferior a 1 dl/g, como materia activa, realizándose la medida de viscosidad intrínseca en una solución de NaCl a 3 moles/l, con un viscosímetro capilar de tipo Ubbelhode, a 25º C.

En el contexto de esta exposición, por el término “polímero” se entiende un compuesto que conlleva más de dos unidades monoméricas, idénticas o diferentes, que presentan un orden especifico o no.

Por el termino “cationicidad” se entiende la densidad de cargas positivas alcanzadas por un compuesto. La cationicidad puede medirse por valoración coloidal.

Por la expresión “viscosidad intrínseca” se entiende el valor limite de la viscosidad reducida Ti/c a dilución infinita del polímero. Éste valor está correlacionado con el peso molecular medio de un polímero.

Por la expresión “composición hidráulica”, se entiende toda composición que presenta una toma hidráulica, y muy particularmente los morteros y hormigones destinados al conjunto de mercados de la construcción (edificación, ingeniería civil o planta de prefabricación) .

Por el termino “arena”, se entiende los granulados de un tamaño granulométrico medio comprendidos entre 0 y 6 mm, con preferencia entre 0 y 4 mm. Pueden ser de naturaleza completamente mineral, calcárea, silícea o sílico-calcárea u otras. Esta definición engloba también cargas u otros materiales inorgánicos específicos susceptibles de estar presentes en las composiciones hidráulicas.

Por el término “arcillas” se entiende los silicatos de aluminio y/o de magnesio, principalmente los filosilicatos con estructura en láminas, por lo general espaciadas alrededor de 7 a 14 angströms. Este término apunta no obstante también arcillas de otros tipos, principalmente las arcillas amorfas. Entre las arcillas encontradas frecuentemente en las arenas pueden mencionarse principalmente la montmorillonita, la ilita, la caolinita, la moscovita y la clorita. Las arcillas pueden ser de tipo 2:1 pero también de tipo 1:1 (caolinita) o 2:1:1 (clorita) .

Por el término “materia activa” se entiende los constituyentes de la composición que tienen un efecto sobre las propiedades de la composición hidráulica, a excepción de los constituyentes que forman el vehículo, principalmente disolventes o dispersantes, emulsionantes y otros adyuvantes.

La invención se basa en la comprobación que los polímeros catiónicos que presentan una densidad de carga catiónica y un peso molecular específicos, con preferencia junto con polímeros aniónicos, son particularmente eficaces para inertizar las impurezas en las composiciones hidráulicas.

Según la invención, el polímero catiónico útil para optimizar el efecto de inertizante presenta una cationicidad superior a 0, 5 meq/g, con preferencia superior a 1 meq/g, y en particular superior a 2 meq/g.

Según la invención, el polímero catiónico presenta además un peso molecular expresado por una viscosidad intrínseca inferior a 1 dl/g, con preferencia inferior a 0, 8 dl/g, y en particular a 0, 6 dl/g.

Ventajosamente, la composición comprende al menos 50% en peso, y en particular al menos 70%, y muy particularmente 70 a 80% en peso de polímero catiónico.

El polímero catiónico puede presentar una estructura lineal, en peine o ramificada. Preferentemente, el polímero catiónico es lineal.

Los grupos catiónicos pueden ser principalmente grupos fosfonio, piridinio, sulfonio y amina cuaternaria, siendo estos últimos los preferidos. Estos grupos catiónicos pueden estar situados en la cadena del polímero o como grupo pendiente.

Se conocen numerosos polímeros catiónicos como tales. Dichos polímeros pueden obtenerse directamente por uno de los procedimientos de polimerización conocidos, tales como la polimerización por radicales, la policondensación o la poliadición.

Pueden prepararse también por modificación después de la síntesis de un polímero, por ejemplo por injerto de grupos que llevan una o varias funciones catiónicas en la cadena polimérica que lleva grupos reactivos apropiados.

La polimerización se realiza a partir de al menos un monómero que lleva un grupo catiónico o un precursor adaptado.

Los polímeros obtenidos a partir de monómeros que llevan grupos amina e imina son particularmente útiles. El nitrógeno puede cuaternizarse después de la polimerización de manera conocida, por ejemplo por alquilación con ayuda de un compuesto alquilante, por ejemplo por cloruro de metilo, o en medio ácido por protonación.

Los polímeros catiónicos que contienen... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de inertización de arcillas en las arenas destinadas a la preparación de composiciones hidráulicas, que comprende una etapa que consiste en añadir a la composición hidráulica o a uno de sus constituyentes una composición que comprende un polímero aniónico y por lo menos 50% en peso de un polímero catiónico que presenta una densidad de cargas catiónicas superior a 0, 5 meq/g y una viscosidad intrínseca inferior a 1 dl/g, como materia activa, realizándose la medida de viscosidad intrínseca en una solución de NaCl a 3 moles/l, con un viscosímetro capilar de tipo Ubbelhode, a 25º C.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el polímero catiónico presenta una densidad de cargas catiónicas superior a 2 meq/g.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el polímero catiónico presenta una viscosidad intrínseca inferior a 0, 6 dl/g.

4. Procedimiento según la reivindicación 4, que comprende como máximo 50% en peso de polímero aniónico a modo de materia activa.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos uno entre los polímeros catiónico y aniónico presenta una estructura en peine.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el polímero catiónico es lineal.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el polímero catiónico contiene grupos catiónicos de amina cuaternaria.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el polímero catiónico se prepara por condensación de epiclorhidrina con una dialquilamina.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la dialquilamina es la dimetilamina.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el polímero aniónico contiene grupos carboxílicos.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el polímero aniónico comprende además grupos poliéter.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, 10 u 11, en el que el polímero catiónico puede obtenerse por condensación de diciandiamida con formol, en presencia de:

A) un polialquilenglicol.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7 o 10 a 12, en el que el polímero catiónico puede obtenerse por condensación de diciandiamida con formol, en presencia de:

B) un policarboxilato polialcoxilado.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7 o 10 a 13, en el que el polímero catiónico puede obtenerse por condensación de diciandiamida con formol, en presencia de:

B) un derivado de amonio.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14, en el que el polialquilenglicol es un compuesto de fórmula (I) siguiente:

R2-O[R1-O]n-R3

en la que: R1 es un grupo alquilo de C1 a C4; R2 y R3 son independientemente uno del otro una átomo de hidrógeno o un grupo alquilo de C1 a C4, ; y n es un número de 25 a 1000.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7 o 10 a 15, en el que la relación molar entre formol y diciandiamida está comprendida en el intervalo entre 0, 8:1 y 4:1.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 16, en el que el polialquilenglicol es un polietilenglicol.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 17, en el que el policarboxilato polialcoxilado tiene la fórmula (II) siguiente:

en la que:

R1 y R2 son, independientemente uno del otro, un átomo de hidrógeno o un grupo metilo; R3 y R4 son, independientemente el uno del otro un grupo alquileno de C1 a C4; R5 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo de a C4; m es un número entero de 2 a 100; p es un número entero de 2 a 100; y q es un número entero de 2 a 100.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 18, en el que el policarboxilato polialcoxilado tiene un índice de éster de 10 a 60%.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 19, en el que el ión amonio del derivado de amonio presenta la fórmula (IV) siguiente:

NH (R6) 3+ en la que los grupos R6 son idénticos o diferentes y significan H o un grupo alquilo de C1 a C6.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 20, en el que el derivado de amonio es el cloruro amónico, el bromuro amónico y el yoduro amónico, el sulfato amónico o el acetato amónico.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 21, en el que la relación molar entre el compuesto C y 20 la diciandiamida es de 1 a 1, 5.

23. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la composición hidráulica es un hormigón o un mortero.

24. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 23, en el que la composición hidráulica no contiene superplastificante.

25. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 24, en el que la composición se añade a la composición 25 hidráulica o a uno de sus constituyentes por pulverización.

26. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 25, en el que la composición se utiliza en cantera.

27. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 26, en el que la composición se utiliza en la planta de hormigón.