Polímeros y su utilización como agentes dispersivos con un efecto inhibidor de espumas.

Polímeros, que contienen unas unidades estructurales, que se derivan de los monómeros (A),

(B), y (D) y eventualmente (C), siendo

(A) un monómero de la fórmula (I)

en la que

A representa un alquileno de C2 a C4,

B representa un alquileno de C2 a C4 diferente de A,

R representa hidrógeno o metilo, 10

m representa un número de 1 a 500,

n representa un número de 1 a 500,

(B) un monómero etilénicamente insaturado, que contiene por lo menos una función de ácido carboxílico,

(C) otro monómero etilénicamente insaturado, que es diferente de (A) y (B).

(D) un monómero de la fórmula (II)

en la que

D representa un alquileno de C2 a C4,

E representa un grupo alquileno de C2 a C4 diferente de D,

F representa un grupo alquileno de C2 a C4 diferente de E,

R representa hidrógeno o metilo,

o representa un número de 1 a 500,

p representa un número de 1 a 500,

q representa un número de 1 a 500,

y en la que la proporción ponderal de los monómeros es de 35 a 98,5 % para el monómero (A), de 0,5 a 45 % para 30 el monómero (B), de 0 a 20 % para el monómero (C) y de 1 a 20 % para el monómero (D).

Polímeros y su utilización como agentes dispersivos con un efecto inhibidor de espumas.

El presente invento se refiere a unos polímeros con un efecto inhibidor de espumas así como a su preparación, y a su utilización como agentes dispersivos para suspensiones de materiales sólidos inorgánicos, en particular para suspensiones de pigmentos, agentes plastificantes y fluidificantes para sistemas de cementos hidráulicos, hormigones, morteros, suspensiones de yeso y formulaciones de agentes aglutinantes de anhidrita de yeso, para masas cerámicas a base de arcillas, caolines, feldespatos y piedra cuarzosa y para preparaciones pigmentarias de pigmentos inorgánicos blancos y cromáticos en la industria de las pinturas y los barnices, en la industria del cuero y como agentes impedidores de la formación de materiales calizos, como agentes dispersivos y secuestrantes en la industria de los agentes de lavado y limpieza y para el tratamiento de las aguas. Los polímeros conformes al invento se distinguen por el hecho de que no es necesario realizar ninguna adición de un agente antiespumante a la formulación. En el caso de la preparación del polímero se utiliza un monómero adicional, que da lugar al efecto antiespumante.

Las suspensiones de materiales sólidos contienen usualmente unos agentes dispersivos o fluidificantes para la licuación y el dispersamiento de los materiales sólidos inorgánicos. Tales materiales sólidos pueden ser un cemento, un yeso, un semihidrato de yeso, cenizas volantes, un caolín en la industria de la construcción, dióxido de titanio, carbonato de calcio, un talco, sulfato de bario, sulfito de zinc, vanadato de bismuto, pigmentos de óxidos de hierro, dióxido de cromo, pigmentos de espinelas con cobalto y otros pigmentos cromáticos inorgánicos en la industria de las pinturas y los barnices. También a unas masas cerámicas de arcillas, caolines, feldespatos y piedra cuarzosa se les añaden unos agentes dispersivos en común con carbonato de sodio y/o un vidrio soluble, con el fin de hacer posible la elaborabilidad y de prensar la pieza en bruto dentro del molde de yeso.

Para el dispersamiento de caolín, dióxido de titanio y carbonato de calcio se emplean usualmente unos materiales polimerizados de bajo peso molecular, constituidos a base de ácido acrílico o de copolímeros de ácido acrílico y ácido maleico y de sus sales de sodio, potasio o amonio.

En la industria de la construcción se utilizan usualmente unos agentes fluidificantes para la licuación de los hormigones destinados a la producción de revestimientos de suelos, bloques de hormigón, para hormigón premezclado (transportable) y hormigón ligero.

El lignina-sulfonato de sodio es un agente fluidificante usual para el cemento en unas composiciones de materiales de construcción que fraguan hidráulicamente y para un semihidrato de yeso en revoques, masas de mortero de mampostería, travesaños y vigas de yeso y para pavimentos de anhidrita.

El documento de solicitud de patente alemana DE-A-1 238 831 describe un agente dispersivo para un cemento, que se produce por condensación de derivados de ácidos naftaleno-sulfónicos y de formaldehído.

El documento DE-A-1 671 017 describe la utilización de unas resinas de melamina que contienen grupos sulfónicos como agente de fluidez (fluidificante) para un hormigón.

El documento DE-A-2 948 698 describe unos morteros hidráulicos para pavimentos, que contienen unos agentes fluidificantes constituidos sobre la base de productos de condensación de melamina y formaldehído y/o de condensados de formaldehído y naftaleno sulfonados y/o de un lignina-sulfonato, y de un cemento Portland, una marga calcárea que contiene arcilla, así como unos clinquer arcillosos y de cocción insuficiente, conjuntamente molidos como agentes aglutinantes.

El documento DE-A-3 530 258 describe la utilización de unos condensados solubles en agua de formaldehído y de sales de sodio de ácidos naftaleno-sulfónicos como agentes aditivos para agentes aglutinantes inorgánicos y materiales de construcción. Estos agentes aditivos se describen para el mejoramiento de la capacidad para fluir de los agentes aglutinantes, tales como p.ej. un cemento, una anhidrita o un yeso así como de los materiales de construcción producidos con ellos.

Junto a los agentes dispersivos puramente aniónicos, que en lo esencial contienen grupos de ácidos carboxílicos y de ácidos sulfónicos, se describen unos polímeros en forma de peine débilmente aniónicos, que usualmente son portadores de cargas eléctricas aniónicas en la cadena principal y que contienen cadenas laterales de poli (alquilenglicoles) no iónicos.

El documento de solicitud de patente internacional WO-A-01/96007 describe estos agentes dispersivos y auxiliares de molienda débilmente aniónicos para suspensiones acuosas de materiales minerales, que se producen mediante una polimerización catalizada por radicales de monómeros que contienen grupos vinilo y que como uno de los componentes principales contienen grupos de poli (óxido de alquileno) .

Los documentos DE-A-19 513 126 y DE-A-19 834 173 describen unos copolímeros constituidos sobre la base de ácidos dicarboxílicos insaturados y de éteres alquenílicos de oxialquilenglicoles, y su utilización como agentes aditivos para agentes aglutinantes hidráulicos, en particular para un cemento.

El documento DE-A-10 017 667 describe la utilización de unos copolímeros similares con poliéteres funcionalizados con vinilo para la producción de preparaciones pigmentarias acuosas. Estos copolímeros se preparan mediante una polimerización catalizada por radicales de, entre otros compuestos, vinil-poli (alquilenglicol) -éteres y anhídrido de ácido maleico y otros monómeros, y son adecuados para el dispersamiento de pigmentos orgánicos e inorgánicos, materiales de carga y para la producción de concentrados, pastas y preparaciones de pigmentos.

La misión de la adición de agentes fluidificantes en la industria de la construcción es o bien aumentar la plasticidad del hormigón o reducir la cantidad de agua necesaria para la mezcla constituida a base de un aglutinante (una cola) de cemento, cenizas volantes y sustancias aditivas (áridos) en las mismas condiciones de elaboración.

Se ha puesto de manifiesto que unos agentes fluidificantes constituidos sobre la base de un lignina-sulfonato, un melamina-sulfonato y un poli (naftaleno-sulfonato) son inferiores en su actividad a los copolímeros débilmente aniónicos, que contienen poli (alquilenglicol) -éteres. Estos copolímeros se designan en la industria de la construcción también como poli (carboxilato-éteres) (PCE) . El folleto informativo “Modern Superplasticisers in Concrete Technology [Superplastificantes modernos en la tecnología del hormigón], Enero de 2007” del Verein Deutsche Bauchemie e.V., Frankfurt am Main, describe la utilización y las ventajas de estos poli (carboxilato-éteres) .

Los poli (carboxilato-éteres) no solo dispersan a las partículas de pigmentos inorgánicos a través de una acumulación de cargas electrostáticas a causa de los grupos aniónicos (grupos carboxilatos, grupos sulfonatos) que están contenidos en la cadena principal, sino que adicionalmente estabilizan a las partículas dispersadas mediante unos efectos estéricos a causa de las cadenas laterales de poli (alquilenglicol) -éteres, que por absorción de moléculas de agua forman una capa protectora estabilizadora en torno a las partículas de pigmentos.

De esta manera o bien se puede reducir la cantidad necesaria de agua para el ajuste de una determinada consistencia en comparación con los agentes fluidificantes clásicos o sino que, por medio de la adición de los poli (carboxilato-éteres) , se reduce la plasticidad de la mezcla húmeda de materiales de construcción, en un grado tal que se puede producir un hormigón espontáneamente solidificable en el caso de bajas relaciones de agua/cemento. También, la utilización de los poli (carboxilato-éteres) hace posible la producción de un hormigón premezclado, que permanece bombeable durante unos prolongados períodos de tiempo, o la producción de unos hormigones altamente resistentes mediante el ajuste de una baja relación de agua/cemento.

Por lo tanto, no es sorprendente que la industria siga dedicándose a la búsqueda de unos apropiados polímeros que se adecuen para su empleo como agentes licuadores de hormigón y como agentes dispersivos para pigmentos inorgánicos.

El documento WO-02/066528 describe uno de tales agentes dispersivos, que se adecua como agente auxiliar reductor de la cantidad de agua para un hormigón. En particular, para la producción del agente dispersivo se emplean unos macromonómeros,... [Seguir leyendo]

1. Polímeros, que contienen unas unidades estructurales, que se derivan de los monómeros (A) , (B) , y (D) y eventualmente (C) , siendo (A) un monómero de la fórmula (I)

en la que A representa un alquileno de C2 a C4,

B representa un alquileno de C2 a C4 diferente de A, 10 R representa hidrógeno o metilo,

m representa un número de 1 a 500,

n representa un número de 1 a 500,

(B) un monómero etilénicamente insaturado, que contiene por lo menos una función de ácido carboxílico, 15

(C) otro monómero etilénicamente insaturado, que es diferente de (A) y (B) .

en la que D representa un alquileno de C2 a C4, E representa un grupo alquileno de C2 a C4 diferente de D, F representa un grupo alquileno de C2 a C4 diferente de E,

R representa hidrógeno o metilo,

o representa un número de 1 a 500, p representa un número de 1 a 500, q representa un número de 1 a 500,

y en la que la proporción ponderal de los monómeros es de 35 a 98, 5 % para el monómero (A) , de 0, 5 a 45 % para el monómero (B) , de 0 a 20 % para el monómero (C) y de 1 a 20 % para el monómero (D) .

2. Polímeros de acuerdo con la reivindicación 1, en los que (A-O) m representa unidades de óxido de propileno y (B-O) n representa unidades de óxido de etileno, o (A-O) m representa unidades de óxido de etileno y (B-O) n representa unidades de óxido de propileno, y la proporción molar de las unidades de óxido de etileno es de 50 a 99 %, referida a la suma (como 100 %) de todas las unidades (A-O) m y (B-O) n de óxido de etileno y óxido de propileno.

3. Polímeros de acuerdo con la reivindicación 1 y/o 2, en los que m representa un número de 1 a 150. 40

4. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 3, en los que n representa un número de 3 a 300.

5. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 4, en los que la suma n + m está situada 45 entre 2 y 500.

6. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 5, en los que los monómeros (B) se escogen entre unos ácidos mono- y dicarboxílicos con 3 hasta 8 átomos de C, monoetilénicamente insaturados.

7. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 6, en los que los monómeros (C) se escogen entre el conjunto que se compone de ácidos sulfónicos monoetilénicamente insaturados y sus sales, de ácidos fosfónicos y sus sales, y de monoalil-poli (alquilenglicoles) .

8. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 7, en los que los monómeros (C) se presentan en una proporción de por lo menos 0, 5 % en peso y los monómeros (A) se presentan en una proporción de a lo sumo 98 % en peso.

9. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 8, en los que las unidades de óxidos de alquileno (D-O) o, (E-O) p y (F-O) q se presentan dispuestas a modo de bloques, y (D-O) o representa unidades de óxido de propileno, (E-O) p representa unidades de óxido de etileno y (F-O) q representa unidades de óxido de propileno, y siendo la proporción molar de las unidades de óxido de etileno de 10 a 90 %, referida a la suma (como 100 %) de las unidades de óxido de etileno y óxido de propileno (D-O) o, (E-O) n y (F-O) q.

10. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 9, en los que o es un número de 1 a 100.

11. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 10, en los que p es un número de 1 a

100.

12. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 11, en los que q es un número de 1 a 100.

13. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 12, en los que la suma de o + p + q está situada entre 3 y 500.

14. Polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 13, que tienen un peso molecular de 103 g/mol a 109 g/mol, en particular hasta de 106 g/mol, especialmente de 105 g/mol.

15. Utilización de los polímeros de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 14 en una proporción de 0, 01 a 15 % en peso, referida al peso de la suspensión de materiales sólidos inorgánicos, como agentes antiespumantes y agentes dispersivos para suspensiones de materiales sólidos inorgánicos.

16. Procedimiento para el antagonismo de la espumación y el dispersamiento de unas suspensiones de materiales sólidos inorgánicos, realizándose que a una suspensión de materiales sólidos inorgánicos se le añade por lo menos un polímero de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 14 en una proporción de 0, 01 a 15 % en peso, referida al peso de la suspensión de materiales sólidos inorgánicos.