Polvos de polímero redispersables preparados a partir de mezclas de látex basados en estireno y butadieno carboxilados.

Un polvo de polímero redispersable en agua (RDP) que comprende una mezcla secada conjuntamente de:

A) un polímero de alta Tg formador de una película insoluble en agua, comprendiendo dicho polímeroformador de una película un copolímero de estireno-butadieno o el producto de copolimerización deestireno, butadieno y uno o más de otros monómeros y que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg)mayor que 15ºC, un tamaño medio de partículas de 50 nm a 500 nm, y un grado de carboxilación de 0,1%en peso a 10% en peso de al menos un ácido mono y/o dicarboxílico etilénicamente insaturado, sus sales,o sus mezclas, basado en el peso del polímero de alta Tg formador de una película insoluble en agua, y

B) un polímero de baja Tg formador de una película insoluble en agua, comprendiendo dicho polímeroformador de película un copolímero de estireno-butadieno o el producto de copolimerización de estireno,butadieno y uno o más de otros monómeros y que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de -30ºCa 10ºC, un tamaño medio de partículas de 20 nm a 400 nm, y un grado de carboxilación de 0,1% en peso a10% en peso de al menos un ácido mono y/o dicarboxílico etilénicamente insaturado, sus sales, o susmezclas, basado en el peso del polímero de baja Tg formador de una película insoluble en agua,en el que la relación de tamaños medios de partículas del polímero de alta Tg al polímero de baja Tg es de 1:1 a 5:1y la cantidad de polímero de alta Tg es de 20% en peso a 35% en peso, basado en el peso total del polímero de altaTg y el polímero de baja Tg.

Polvos de polímero redispersables preparados a partir de mezclas de látex basados en estireno y butadieno carboxilados

Campo de la invención La presente invención se refiere a composiciones en polvo de polímeros redispersables que se preparan a partir de mezclas de látex de copolímeros de estireno y butadieno carboxilados que tienen diferentes tamaños medios de partículas y diferentes temperaturas de transición vítreas (Tg) para su uso en composiciones de cemento.

Antecedentes de la invención En aplicaciones para la construcción se preparan argamasas con cemento, arena y un polímero orgánico. Para reducir los costes de trasporte, el polímero se puede trasportar y añadir en forma seca como un polvo de polímero redispersable. Los polvos de polímeros redispersables se usan como aglutinantes para mejorar la adherencia de formulaciones adhesivas a base de cemento. Los polvos de polímero redispersables deben proporcionar una alta resistencia de unión a ambas superficies a las que se van a unir, tal como tanto a hormigón como a tablones de poliestireno expandido (EPS) , los cuales se usan como material de aislamiento en sistemas de aislantemente térmico exterior (ETICS) , y para baldosas y materiales para suelo o tablones de pared en adhesivos para baldosas a base de cemento. Otro requisito de rendimiento clave, además de la adherencia en aplicaciones tales como tablones EPS en ETICS, es proporcionar resistencia al impacto al estrés físico. Sin embargo, generalmente una alta resistencia de unión está en conflicto con la elevada flexibilidad requerida para conseguir una buena resistencia al impacto.

Se describen polvos de polímero que tiene una excelente capacidad de redispersión en agua en el documento WOA-2009/099717. Los polvos descritos comprenden, una forma copolimerizada, uno o más comonómeros de vinilo aromáticos, uno o más comonómeros de 1, 3-dieno y de 0, 1 a 15%, basado en el peso total de los comonómeros, de uno o más comonómeros seleccionados de ácidos mono y dicarboxílicos o sus sales, en los que al menos el 75% de los grupos de ácidos carboxílicos totales están situados en la superficie de las partículas de polímero en el polvo, y en el que al menos el 75% de los grupos de ácidos carboxílicos situados en las superficie de las partículas del polímero están presentes en forma de sus sales.

En la Publicación de Patente Internacional Nº WO 99/32541 de Kuehan et al, y su miembro de familia de patente de Estado Nacional de EE.UU. Patente de EE.UU. Nº 6.451.900, describe una mezcla de dos polímeros, en la que el Polímero I es un polímero que forma una película a temperatura ambiente y el Polímero II es insoluble en agua a pH neutro y contiene grupos carboxílicos. El Polímero II actúa como cubierta protectora. Tiene un tamaño de partículas mucho más pequeño (de un factor de aproximadamente 5 a 150) y una Tg más alta. Sin embargo, el Polímero II no contribuye a la película y no se puede considerar como un aglutinante.

Las argamasas formuladas con los polvos de polímero de estireno y butadieno redispersables (SB RDP) de la presente invención presentan tanto una resistencia de unión inesperadamente alta en formulaciones adhesivas a base de cemento, tal como las empleadas con tablones de poliestireno expandido (EPS) , que se usan como material de aislamiento en sistemas de aislamiento térmico exterior (ETICS) , y en adhesivos de baldosas a base de cemento (CBTA) . Por lo tanto, la presente invención resuelve en problema de tener una elevada resistencia de unión y una elevada resistencia al impacto al mismo tiempo en formulaciones adhesivas a base de cemento mediante el uso de un polvo de polímero redispersable de estireno y butadieno carboxilado preparado a partir de una mezcla de diferentes látex o polímeros de SB carboxilados que tienen diferentes temperaturas de transición vítreas (Tg) en relaciones de tamaños de partículas críticas.

Compendio de la invención La presente invención proporciona un polvo polímero redispersable (RDP) compuesto de mezclas de látex o polímeros de estireno y butadieno carboxilados que tienen diferentes temperaturas de transición vítreas (Tg) en relaciones de tamaño de partículas críticas y en cantidades relativas críticas para su uso en composiciones a base de cemento. El polvo de polímero redispersable en agua de la presente invención imparte tanto una resistencia de unión inesperadamente alta como una alta resistencia al impacto en formulaciones adhesivas a base de cemento.

El RDP comprende una mezcla secada conjuntamente de un polímero (A) de alta Tg formador de una película insoluble en agua, que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) superior a 15ºC, preferiblemente al menos 20ºC, más preferiblemente al menos 25ºC pero inferior o igual a 50ºC, y un polímero (B) de baja Tg formador de una película insoluble en agua que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de -30ºC a +10ºC, preferiblemente de -20ºC a 0ºC. La relación del promedio o del tamaño medio de partículas del polímero de alta Tg al promedio o tamaño medio de partículas del polímero de baja Tg es críticamente de 1:1 a 5:1, preferiblemente de 1:1 a 3:1, y la cantidad de polímero de alta Tg es críticamente de 20% en peso a 35% en peso, preferiblemente de 25% en peso a 30% en peso, basada en el peso total del polímero de alta Tg y el polímero de baja Tg. El polímero de alta Tg puede tener un tamaño medio de partículas de 50 nm a 500 nm, preferiblemente de 100 nm a 400 nm, más preferiblemente de 150 nm a 300 nm. El polímero de baja Tg puede tener un tamaño medio de partículas de 20 nm a 400 nm, preferiblemente de 50 nm a 300 nm, y más preferiblemente de 100 nm a 200 nm. El polímero de alta Tg que forma una película y el polímero de baja Tg que forma una película pueden comprender cada uno un copolímero de estireno-butadieno o el producto de copolimerización de estireno, butadieno y uno o más de otros monómeros, y pueden tener cada uno un grado de carboxilación de 0, 1% en peso a 10% en peso, preferiblemente de 0, 5 % en peso a 7% en peso, más preferiblemente de 1% en peso a 5% en peso, de al menos un ácido mono y/o dicarboxílico etilénicamente insaturado, sus sales, o sus mezclas, preferiblemente ácido itacónico y/o ácido maleico, y/o ácido fumárico, basado en el peso del polímero formador de película una insoluble en agua. El grado de carboxilación en el polímero de alta Tg y el polímero de baja Tg puede ser igual o diferente.

El polvo de polímero de SB redispersable en agua pueden incluir uno o más estabilizantes coloidales, preferiblemente un poli (alcohol vinílico) (PVOH) , y una sal de ácido graso, tal como oleato sódico. La sal de ácido graso ayuda a reducir la absorción de agua mejorando a su vez la resistencia de unión y la adherencia después de la inmersión en agua, sin afectar de manera adversa a la adherencia a temperatura ambiente, y mejora también la resistencia al impacto.

En un aspecto de la presente invención, el polvo de polímero redispersable se puede producir secando una mezcla acuosa del polímero de alta Tg y el polímero de baja Tg formadores de películas insolubles en agua, y el estabilizante coloidal, y preferiblemente una sal de ácido graso, para obtener el polvo de polímero redispersable en agua. Se puede proporcionar una dispersión acuosa de cada uno de los polímeros formadores de películas insolubles en agua mediante polimerización, y se pueden mezclar el estabilizante coloidal con las dispersiones acuosas del polímero de alta Tg y el polímero de baja Tg después de la polimerización, y luego la dispersión acuosa se puede secada por pulverización para obtener el polvo de polímero redispersable en agua. Los polvos de polímero redispersables en agua proporcionan una alta resistencia de unión a ambas superficies que se van a unir, tales como tanto hormigón como tablones de poliestireno expandido (EPS) , que se usan como material de aislamiento en sistemas de aislamiento térmico exterior (ETICS) , y para baldosas y materiales de suelos o tablones para paredes en adhesivos para baldosas a base de cemento. Además de proporcionar una excelente adherencia en aplicaciones tales como tablones de EPS en ETICS, los RDP de la presente invención proporcionan resistencia al impacto para el estrés físico.

El otro aspecto de la presente invención, se puede producir una composición de cemento tal como un adhesivo para baldosas a base de cemento, o un adhesivo de ETIC, mezclando los ingredientes del cemento con el polvo de polímero redispersable en agua preparado a partir de los látex de polímero de alta Tg y de polímero de baja Tg secados conjuntamente, para obtener una composición, tal como una argamasa, que presenta una resistencia... [Seguir leyendo]

1. Un polvo de polímero redispersable en agua (RDP) que comprende una mezcla secada conjuntamente de:

A) un polímero de alta Tg formador de una película insoluble en agua, comprendiendo dicho polímero formador de una película un copolímero de estireno-butadieno o el producto de copolimerización de estireno, butadieno y uno o más de otros monómeros y que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) mayor que 15ºC, un tamaño medio de partículas de 50 nm a 500 nm, y un grado de carboxilación de 0, 1% en peso a 10% en peso de al menos un ácido mono y/o dicarboxílico etilénicamente insaturado, sus sales,

o sus mezclas, basado en el peso del polímero de alta Tg formador de una película insoluble en agua, y

B) un polímero de baja Tg formador de una película insoluble en agua, comprendiendo dicho polímero formador de película un copolímero de estireno-butadieno o el producto de copolimerización de estireno, butadieno y uno o más de otros monómeros y que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de -30ºC a 10ºC, un tamaño medio de partículas de 20 nm a 400 nm, y un grado de carboxilación de 0, 1% en peso a 10% en peso de al menos un ácido mono y/o dicarboxílico etilénicamente insaturado, sus sales, o sus mezclas, basado en el peso del polímero de baja Tg formador de una película insoluble en agua,

en el que la relación de tamaños medios de partículas del polímero de alta Tg al polímero de baja Tg es de 1:1 a 5:1 y la cantidad de polímero de alta Tg es de 20% en peso a 35% en peso, basado en el peso total del polímero de alta Tg y el polímero de baja Tg.

2. Un polvo de polímero redispersable en agua según la reivindicación 1, en el que el polímero de alta Tg tiene un tamaño medio de partículas de 100 nm a 400 nm, un grado de carboxilación de 0, 5% en peso a 7% en peso y una temperatura de transición vítrea (Tg) de al menos 20ºC, y el polímero de baja Tg tiene un tamaño medio de partículas de 50 nm a 300 nm, un grado de carboxilación de 0, 5% en peso a 7% en peso y una temperatura de transición vítrea (Tg) de -20ºC a 0ºC, en la que la relación de tamaños medios de partículas del polímero de alta Tg al polímero de baja Tg es de 1:1 a 3:1.

3. Un polvo de polímero redispersable en agua según la reivindicación 1, en el que el polímero de alta Tg tiene un tamaño medio de partículas de 150 nm a 300 nm, un grado de carboxilación de 1% en peso a 5% en peso y una temperatura de transición vítrea (Tg) de 25ºC a 50ºC, y el polímero de baja Tg tiene un tamaño medio de partículas de 100 nm a 200 nm, un grado de carboxilación de 1% en peso a 5% en peso y una temperatura de transición vítrea (Tg) de -20ºC a 0ºC, en la que la relación de tamaños medios de partículas del polímero de alta Tg al polímero de baja Tg es de 1:1 a 3:1, la cantidad del polímero de alta Tg es de 25% en peso a 30% en peso, basado en el peso total del polímero de alta Tg y el polímero de baja Tg, y cada polímero de alta Tg y polímero de baja Tg es un copolímero que comprende los monómeros de estireno, butadieno y ácido itacónico.

4. Un polvo de polímero redispersable en agua según la reivindicación 1, que comprende además un estabilizante coloidal en una cantidad de la menos 1% en peso a hasta 30% en peso, basado en el peso de los polímeros formadores de películas insolubles en agua, y una sal de ácido graso en una cantidad de al menos 1% en peso basado en el peso de los polímeros formadores de películas insolubles en agua.

5. Un polvo de polímero redispersable en agua según la reivindicación 4, en el que el estabilizante coloidal comprende un poli (alcohol vinílico) en una cantidad de 5% en peso a 20% en peso, basado en el peso de los polímeros formadores de películas insolubles en agua, la sal de ácido graso comprende oleato sódico en una cantidad de 5% en peso a 15% en peso, basada en el peso de los polímeros formadores de películas insolubles en agua, al menos el 75% del número total de grupos carboxílicos presentes en cada uno de los polímeros está situado en la superficie de las partículas de polvo de copolímero, y al menos el 75% de los grupos carboxílicos situados en la superficie de las partículas del polvo de copolímero están presentes en forma de sus sales.

6. Un método para producir un polvo de polímero redispersable en agua que comprende secar una mezcla acuosa de:

a) un polímero de alta Tg formador de una película insoluble en agua, comprendiendo dicho polímero formador de película un copolímero de estireno-butadieno o el producto de copolimerización de estireno, butadieno y uno o más de otros monómeros y que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) mayor que 15ºC, un tamaño medio de partículas de 50 nm a 500 nm, y un grado de carboxilación de 0, 1% en peso a 10% en peso de al menos un ácido mono y/o dicarboxílico etilénicamente insaturado, sus sales, o sus mezclas, basado en el peso del polímero de alta Tg formador de una película insoluble en agua, y

b) un polímero de baja Tg formador de una película insoluble en agua, comprendiendo dicho polímero formador de película un copolímero de estireno-butadieno o el producto de copolimerización de estireno, butadieno y uno o más de otros monómeros y que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de -30ºC a 10ºC, un tamaño medio de partículas de 20 nm a 400 nm, y un grado de carboxilación de 0, 1% en peso a 10% en peso de al menos un ácido mono y/o dicarboxílico etilénicamente insaturado, sus sales, o sus mezclas, basado en el peso del polímero de baja Tg formador de una película insoluble en agua, y

c) un estabilizante coloidal,

en el que la relación de tamaños medios de partículas del polímero de alta Tg al polímero de baja Tg es de 1:1 a 5:1 y la cantidad de polímero de alta Tg es de 20% en peso a 35% en peso, basado en el peso total del polímero de alta Tg y el polímero de baja Tg.

7. Un método para producir un polvo de polímero redispersable en agua según la reivindicación 6, en el que el polímero de alta Tg tiene un tamaño medio de partículas de 100 nm a 400 nm, un grado de carboxilación de 0, 5% en peso a 7% en peso, y una temperatura de transición vítrea (Tg) de al menos 20ºC, y el polímero de baja Tg tiene un tamaño medio de partículas de 50 nm a 300 nm, un grado de carboxilación de 0, 5% en peso a 7% en peso, y una temperatura de transición vítrea (Tg) de -20ºC a 0ºC, en el que la relación de tamaños medios de partículas del polímero de alta Tg al polímero de baja Tg es de 1:1 a 3:1.

8. Un método para producir un polvo de polímero redispersable en agua según la reivindicación 6, en el que el polímero de alta Tg tiene un tamaño medio de partículas de 150 nm a 300nm, un grado de carboxilación de 1% en peso a 5% en peso, y una temperatura de transición vítrea (Tg) de 25ºC a 50ºC, el polímero de baja Tg tiene un tamaño medio de partículas de 100 nm a 200nm, un grado de carboxilación de 1% en peso a 5% en peso, y una temperatura de transición vítrea (Tg) de -20ºC a 0ºC, en el que la relación de tamaños medios de partículas del polímero de alta Tg al polímero de baja Tg es de 1:1 a 3:1, la cantidad de polímero de alta Tg es de 25% en peso a 30% en peso, basada en el peso total del polímero de alta Tg y el polímero de baja Tg, cada polímero de alta Tg y polímero de baja Tg es un copolímero que comprende los monómeros de estireno, butadieno, y ácido itacónico, el estabilizante coloidal comprende poli (alcohol vinílico) , y la mezcla acuosa incluye además una sal de ácido graso que comprende oleato sódico.

9. Un método para preparar una composición de cemento que comprende mezclar los ingredientes del cemento con un polvo de polímero redispersable en agua según la reivindicación 1.

10. Una formulación de mezcla seca que comprende ingredientes de cemento y polvo de polímero redispersable en agua como el de la reivindicación 1, en una cantidad de la menos 0, 1% en peso, basada en el peso de la formulación de la mezcla seca.