Coadyuvantes de molienda de cemento.
El uso de una composición acuosa que comprende al menos un polímero A de la fórmula (I) como agente de molienda de cemento **Fórmula**
en donde,
M ≥ cada uno independientemente H+, un ion de metal alcalino, un ion de metal alcalino-térreo, un ion metálico divalente o trivalente, un ion amonio o un grupo de amonio orgánico,
R ≥ cada R independientemente uno de otro, es hidrógeno o metilo,
R1 y R2 ≥ cada uno independientemente alquilo C1 a C20, cicloalquilo, alquilarilo o [AO]n-R4, en donde A ≥ alquileno C2 a C4,
R4 ≥ alquilo C1 a C20, ciclohexilo o alquilarilo, y n ≥ 2-250,
R3 ≥ -NH2, -NR5R6, -OR7NR8R9, en donde R5 y R6 son cada uno independientemente
H o un grupo alquilo C1 a C20, cicloalquilo o alquilarilo o arilo; o
es un grupo hidroxialquilo
o un
grupo acetoxietilo (CH3-CO-O-CH2-CH2-) o un
grupo hidroxiisopropilo (HO-CH(CH3)-CH2-) o acetoxiisopropilo (CH3-CO-O-CH(CH3)-CH2-), o R5 y R6 forman juntos un anillo,
del cual forma parte el nitrógeno, para formar un anillo de morfolina o imidazolina,
en donde R7 es un grupo alquileno C2-C4,
y R8 y R9 son cada uno independientemente un grupo alquilo C1 a C20, cicloalquilo, alquilarilo, arilo o hidroxialquilo,
y en donde a, b, c y d son relaciones molares y
a/b/c/d ≥ (0,1-0,9)/(0,1-0,9)/(0-0,8)/(0-0,3),
y a + b + c + d ≥ 1,
en donde dicha composición acuosa comprende además coadyuvantes de molienda, o dicha composición acuosa se combina conjuntamente con otros coadyuvantes de molienda, y
en donde dicho otro coadyuvante de molienda se selecciona del grupo que consiste en glicoles, aminas orgánicas y sales de amonio de aminas orgánicas con ácidos carboxílicos.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2005/052883.
Solicitante: SIKA TECHNOLOGY AG.
Nacionalidad solicitante: Suiza.
Dirección: ZUGERSTRASSE 50 6340 BAAR SUIZA.
Inventor/es: MARAZZANI, BEAT, MADER, URS, DR., HONERT,DIETER.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B02C23/06 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B02 TRITURACION, REDUCCION A POLVO O DESINTEGRACION; TRATAMIENTO PREPARATORIO DE LOS GRANOS PARA LA MOLIENDA. › B02C TRITURACION, REDUCCION A POLVO O DISGREGACION EN GENERAL; MOLIENDA DE GRANOS (obtención de polvo metálico por trituración, trabajo con muela o molido B22F 9/04). › B02C 23/00 Procedimientos auxiliares, dispositivos auxiliares o accesorios especialmente adaptados al triturado o la disgregación no previstos en los grupos B02C 1/00 - B02C 21/00 o no adaptados especialmente a los equipos cubiertos por uno solo de los grupos B02C 1/00 - B02C 21/00 (separación y clasificación en general B03, B04, B07). › Empleo de aditivos para ayudar la disgregación.
- C04B24/26 QUIMICA; METALURGIA. › C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS. › C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 24/00 Empleo de materias orgánicas como ingredientes activos para morteros, hormigón, piedra artificial, p. ej. empleo de plastificantes. › obtenidos por reacciones en las que intervienen solamente enlaces insaturados carbono-carbono.
- C04B40/00 C04B […] › Procesos, en general, para influenciar o modificar las propiedades de las composiciones para morteros, hormigón o piedra artificial, p. ej. para influenciar o modificar su aptitud al fraguado o endurecimiento (seleccionando ingredientes activos C04B 22/00 - C04B 24/00; endurecimiento de una composición bien definida C04B 26/00 - C04B 28/00; preparación de materiales porosos, celulares o aligerados C04B 38/00).
PDF original: ES-2505701_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Coadyuvantes de molienda de cemento Campo técnico
La invención se refiere al campo de los coadyuvantes de molienda de cemento.
Técnica anterior
La producción de cemento es un proceso muy complejo. Es sabido que el cemento es muy sensible al agua, independientemente de que el agua esté presente en estado líquido o gaseoso, puesto que el cemento fragua hidráulicamente, esto es, se endurece por la influencia del agua en un corto período de tiempo para dar un cuerpo sólido muy estable. Una etapa central en la producción de cemento es la molienda del clinker. Puesto que los clinkers son muy duros, el desmenuzamiento es muy difícil. Para las propiedades del cemento, es importante que se presente como un polvo fino. La finura del cemento es por lo tanto una característica importante de calidad. Con el fin de facilitar el desmenuzamiento hasta la forma de polvo, se utilizan los llamados coadyuvantes de molienda del cemento. Esto reduce en gran medida los tiempos de molienda y los costes de energía. Dichos coadyuvantes de molienda del cemento se seleccionan típicamente a partir de la clase que comprende glicoles tales como alquilenglicoles, aminas o aminoalcoholes.
Por ejemplo, el documento US 5.84.13 describe trialcanolaminas, tales como triisopropanolamina (TIPA) o N,N-bis(2-hidroxietil)-N-(2-hidroxipropil)amina y tris(2-hidroxibutil)amina como coadyuvantes de molienda de los
clinkers.
En adición, por los documentos WO 97/138 o EP 1 947 A1 se conocen policarboxilatos solubles en agua como coadyuvantes de molienda para la producción de suspensiones acuosas de minerales tales como cal o pigmentos, especialmente para uso en la preparación de papel. El documento US 22/91177 A1 describe el uso de polímeros compuestos de monómeros etilénicamente insaturados como coadyuvantes de molienda para la producción de suspensiones acuosas de agentes de carga minerales molidos. Este documento describe además que un cemento que se mezcla con una suspensión acuosa de este tipo lleva a una mejor resistencia temprana. Sin embargo, ninguno de estos documentos describe un coadyuvante de molienda del cemento.
El documento EP 1 26 535 A1 describe el uso de polimerizados de ásteres de ácido acrílico y alquilpoli(alquilenglicoles) que se obtienen por esterificación azeotrópica de una mezcla de ácido acrílico y alquilpoli(alquilenglicol) en presencia de un disolvente orgánico y posterior polimerización radical de la mezcla obtenida de dicha esterificación.
El uso de los llamados plastificantes de concreto se conoce desde hace algún tiempo. Por ejemplo, el documento EP 1 138 697 B1 o el documento EP 1 61 89 B1 describen que los polímeros de (met)acrilato con éster y opcionalmente cadenas laterales de amida son adecuados como plastificantes de concreto. En este caso, este plastificante de concreto se añade al cemento como un aditivo o se añade al cemento antes de la molienda, y lleva a una alta plastificación, o reducción de la demanda de agua, del concreto o del mortero producidos a partir del mismo.
Descripción de la invención
Se ha encontrado ahora que, sorprendentemente, las composiciones acuosas que comprenden al menos un polímero A de la fórmula (I) y otros coadyuvantes de molienda o composiciones acuosas que comprenden al menos un polímero A de la fórmula (I) en combinación con otros coadyuvantes de molienda, se pueden utilizar también como coadyuvantes de molienda de cemento, en donde el otro coadyuvante de molienda se selecciona del grupo que consiste en glicoles, aminas orgánicas y sales de amonio de aminas orgánicas y ácidos carboxílicos. Se ha encontrado además que, sorprendentemente, la combinación de los polímeros A con los coadyuvantes de molienda de cemento usuales puede remediar o reducir en gran medida las desventajas de los coadyuvantes de molienda conocidos sin que se pierdan los efectos ventajosos del polímero A.
Modos de practicar la invención
La presente invención se refiere al uso de composiciones acuosas como coadyuvantes de molienda de cemento. La composición acuosa comprende al menos un polímero A de la fórmula (I).
En este caso, M es cada uno independientemente H , un ion de metal alcalino, un ion de metal alcalino-térreo, un ion metálico divalente o trivalente, un ion amonio o un grupo de amonio orgánico. El término cada uno independientemente significa que, aquí y a partir de aquí en cada caso, un sustituyente puede tener diferentes significados posibles en la misma molécula. Por ejemplo, el polímero A de la fórmula (I) puede tener simultáneamente grupos de ácido carboxílico y grupos de carboxilato de sodio, lo que significa que H+ y Na+ cada uno independientemente representan a Ri en este caso.
Es claro para los expertos en la técnica, en primer lugar que el grupo es un carboxilato al que se une el ion M, y en segundo lugar que, en el caso de iones M polivalentes, la carga tiene que ser equilibrada por contraiones.
Además, los sustituyentes R son cada uno independientemente hidrógeno o metilo. Esto significa que el polímero A es un poli(acrilato), poli(metacrilato) sustituido o un poli((met)acrilato.
En adición los sustituyentes R1 y R2 son cada uno independientemente alquilo Ci a C2, cicloalquilo, alquiladlo o.[ao]n-R4 En este caso, A es un grupo alquileno C2 a C4 y R4 es un grupo alquilo C1 a C2, ciclohexilo o alquiladlo, mientras que n es de 2 a 25, en particular de 8 a 2, más preferiblemente de 11 a 15.
En adición, los sustituyentes R3 son cada uno independientemente -NH2, -NR5R6, -OR7NR8R9. En este caso, R5 y R6 son cada uno Independientemente H o un grupo alquilo C-i a C2o, cicloalquilo o alquiladlo o arilo, o un grupo hidroxialquilo o un grupo acetoxietilo (CH3-CO-O-CH2-CH2-) o un grupo hidroxiisopropilo (HO-CH(CH3)-CH2-) o acetoxiisopropilo (CH3-C--CH(CH3)-CH2-), o R5 y R6 forman juntos un anillo, del cual forma parte el nitrógeno, para formar un anillo de morfolina o imidazolina. Además, los sustituyentes R8 y R9 son aquí cada uno independientemente un grupo alquilo C1 a C2, cicloalquilo, alquiladlo, arilo o hidroxialquilo, y R7 es un grupo alquileno C2-C4.
Finalmente, los índices a, b, c y d son las relaciones molares de estos elementos estructurales en el polímero A de la fórmula (I). Estos elementos estructurales están en una relación uno con respecto a otro de
a/b/c/d = (,1 -,9)/(,1 -,9)/(-,8)/(-,3), en particular a/b/c/d = (,1 -,9)/(,1 -,9)/(-,5)/(-,1), preferiblemente a/b/c/d = (,1-,9)/(,1-,9)/(-,3)/(-,6),
mientras que la suma dea + b + c+ d = 1.La suma de c + d es preferiblemente mayor que.
El polímero A se puede preparar mediante polimerización por radicales libres de los monómeros particulares
En la reacción análoga a la polimerización, el polijácido carboxílico) se esterifica o se amida con los correspondientes alcoholes, aminas. Detalles de la reacción análoga a la polimerización se describen, por ejemplo,
en el documento EP 1 138 697 B1 de la página 7 línea 2 a la página 8 línea 5, y en sus ejemplos, o en el documento EP 1 61 89 B1 de la página 4 línea 54 a la página 5 línea 38 y en sus ejemplos. En una variación de la misma, como se describe en el documento EP 1 348 729 A1 de la página 3 a la página 5 y en sus ejemplos, el polímero A se puede preparar como materia en estado sólido.
Se ha encontrado que una realización particularmente preferida del polímero es aquella en la que c + d > , en particular d >. Se ha encontrado que un radical R3 particularmente ventajoso es en particular -NH-CH2-CH2-OH. Dichos polímeros A tienen una etanolamina unida químicamente, que constituye un inhibidor de la corrosión extremadamente eficiente. La unión química del inhibidor de la corrosión reduce en gran medida el olor en comparación a cuando el inhibidor simplemente se mezcla. Además, se ha encontrado que dichos polímeros A tienen también propiedades de plastlflcaclón significativamente mayores.
La composición acuosa se prepara añadiendo agua en la preparación del polímero A de la fórmula (I) o por la mezcla subsiguiente de polímero A de la fórmula (I) con agua.
Típicamente, la proporción del polímero A de la fórmula (I) es de 1 a 9 % en peso, en particular de 25 a 5 % en peso, basado en el peso de la composición acuosa.
Dependiendo del tipo de polímero A de la fórmula (I), se forma una dispersión o una solución. Se da preferencia a una solución.
La composición acuosa puede comprender otros constituyentes. Son ejemplos de los mismos disolventes o aditivos que son habituales en la tecnología del concreto, especialmente tensioactivos, estabilizantes para la luz y el calor, colorantes, antiespumantes, acelerantes, retardantes, inhibidores de la corrosión, formadores... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. El uso de una composición acuosa que comprende al menos un polímero A de la fórmula (I) como agente de molienda de cemento
en donde,
M = cada uno Independientemente H+, un Ion de metal alcalino, un Ion de metal alcallno-térreo, un ion metálico divalente o trivalente, un ion amonio o un grupo de amonio orgánico,
R = cada R independientemente uno de otro, es hidrógeno o metilo,
R1 y R2 = cada uno Independientemente alquilo C-i a C2o, clcloalqullo, alquiladlo o [AO]n-R4, en donde A = alqulleno C2 a C4,
R4 = alquilo C1 a C2o, clclohexilo o alquiladlo, y n = 2-25,
r3 = -NH2, -NR5R6, -OR7NR8R9, en donde R5 y R6 son cada uno Independientemente H o un grupo alquilo C1 a C2o, cicloalqullo o alquiladlo o arllo; o
es un grupo hldroxlalqullo o un
grupo acetoxietilo (CH3-C--CH2-CH2-) o un
grupo hidroxiisopropilo (HO-CH(CH3)-CH2-) o acetoxiisopropilo (CH3-C--CH(CH3)-CH2-), o R5 y R6 forman juntos un anillo,
del cual forma parte el nitrógeno, para formar un anillo de morfolina o imidazolina, en donde R7 es un grupo alquileno C2-C4,
y R8 y R9 son cada uno independientemente un grupo alquilo C1 a C2o, cicloalquilo, alquiladlo, arilo o hidroxialquilo,
y en donde a, b, c y d son relaciones molares y a/b/c/d = (,1-,9)/(,1-,9)/(-,8)/(-,3), ya + b + c + d = 1,
en donde dicha composición acuosa comprende además coadyuvantes de molienda, o dicha composición acuosa se combina conjuntamente con otros coadyuvantes de molienda, y
en donde dicho otro coadyuvante de molienda se selecciona del grupo que consiste en glicoles, aminas orgánicas y sales de amonio de aminas orgánicas con ácidos carboxílicos.
2. El uso de una composición acuosa según la reivindicación 1, caracterizado porque n = 8-2, más preferiblemente n= 11-15.
3. El uso de una composición acuosa según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque a/b/c/d = (,1 -,9)/(,1 -,9)/(-,5)/(-,1), preferiblemente
a/b/c/d = (,1 -,9)/(,1 -,9)/(-,3)/(-,6).
4. El uso de una composición acuosa según la reivindicación 3, caracterizado porque c + d >.
5. El uso de una composición acuosa según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la proporción del polímero A de la fórmula (I) es de 1 a 9 % en peso, en particular de 25 a 5 % en peso, basado en el peso de la composición acuosa.
6. El uso de una composición acuosa según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la 5 composición es una dispersión.
7. El uso de una composición acuosa según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la composición es una solución.
8. El uso de una composición acuosa según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la amina orgánica es una trialcanolamina, especialmente trüsopropanolamina o trietanolamina.
9. El uso de una composición acuosa según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
composición acuosa se añade al cllnker de tal modo que el polímero A de la fórmula (I) representa ,1-1,5 % en peso, en particular entre ,5 y ,2 % en peso, preferiblemente entre ,5 y ,1 % en peso, basado en el clinker a moler.
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