ES2633797T3 - Uso de poli(óxido de propileno) o copolímeros de óxido de etileno-óxido de propileno en combinación con derivados de éter de almidón como aditivo en composiciones de mortero seco - Google Patents

Uso de poli(óxido de propileno) o copolímeros de óxido de etileno-óxido de propileno en combinación con derivados de éter de almidón como aditivo en composiciones de mortero seco Download PDF

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Abstract

Uso de una combinación de aditivos promotores de la adherencia compuesta de uno o más poli(óxidos de alquileno) del grupo que comprende poli(óxidos de propileno) y copolímeros de óxido de etileno-óxido de propileno y de uno o más derivados de éter de almidón del grupo que comprende éteres de carboxialquilalmidón y sus sales alcalinas, y éteres de hidroxialquilalmidón, en composiciones de mortero que comprenden aglutinantes minerales y polvos de polímeros redispersables en agua, caracterizado por que la combinación de aditivos es parte del polvo de polímeros redispersables en agua.

Description

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DESCRIPCION
Uso de poli(oxido de propileno) o copoUmeros de oxido de etileno-oxido de propileno en combinacion con derivados de eter de almidon como aditivo en composiciones de mortero seco
CAMPO DE LA INVENClON
La invencion se refiere al uso de poli(oxido de propileno) o copolfmero de oxido de etileno-oxido de propileno en combinacion con uno o mas derivados de eter de almidon como aditivo en composiciones de mortero seco que comprenden polvos de polfmeros redispersables en agua, particularmente en composiciones de mortero seco, tales como adhesivos para baldosas ceramicas (CTA), sistemas de materiales compuestos de aislamiento termico exterior (ETICS) o morteros de reparacion.
ANTECEDENTES DE LA INVENClON
Propiedades importantes de tales morteros son la buena procesabilidad del mortero fresco junto con, en las composiciones de mortero curadas, alta flexibilidad y resistencia al impacto, buena adherencia a diversos sustratos minerales tales como hormigon, enlucidos, solados, soleras, pero tambien baldosas y diversos sustratos organicos tales como materiales de aislamiento, en particular a tableros de poliestireno.
Para establecer un perfil optimo de propiedades, las formulaciones sobre las que los morteros adhesivos se basan son, por tanto, modificadas con polfmeros termoplasticos basados en monomeros etilenicamente insaturados. Los morteros secos que contienen aglutinantes minerales son frecuentemente modificados con polvos de polfmeros redispersables en agua basados en los polfmeros termoplasticos anteriormente mencionados. Esta modificacion de polfmero da composiciones de mortero que cumplen los requisitos anteriores.
En el documento US 2007/0256600 A1, se usan monoesteres, diesteres y triesteres de fosfato como promotor de la adherencia para este fin. Sin embargo, el alto precio de estos aditivos y la mala capacidad para ser trabajados de los morteros resultantes es una desventaja.
Se conoce el mejorar la adherencia a los sustratos de poliestireno mediante adicion de polieteres del documento EP 0698586 A1. Una desventaja aqu es que han surgido problemas ecologicos sobre el uso de tales compuestos y la mala capacidad para ser trabajados de los morteros resultantes.
Era, por tanto, un objetivo de la invencion mejorar la adherencia de morteros que comprenden polvos de polfmeros redispersables en agua a sustratos inorganicos y organicos, particularmente a poliestireno expandido y a lana mineral, y vencer las desventajas anteriormente mencionadas.
El poli(oxido de propileno) (polipropilenglicol) es conocido como aditivo reductor del encogimiento a partir del documento EP 0573036 B1. El documento DE-A 1935507 menciona el polipropilenglicol como antiespumante para composiciones de mortero o composiciones de hormigon. En el documento WO 01/04212 A1 se usa una combinacion de compuestos de condensado de fenol-formaldetndo y polioxialquileno para mejorar la redispersabilidad de polvos de polfmeros redispersables en agua. La patente de EE.UU. US 4654085 desvela una combinacion de aditivos de eter de celulosa, eter de almidon y poliacrilamida para mejorar la resistencia al combado en composiciones cementosas. El documento EP 1840098 A2 desvela el uso de eteres de metilalmidon para la mejora de la adherencia de composiciones de aglutinante mineral. El EP 2397518 A1 describe en la Tabla 1a una formulacion de mortero basado en cemento que comprende polvo de polimeros redispersables, polipropilenglicol y una hidroxipropilmetilcelulosa modificada con eter de almidon.
SUMARIO DE LA INVENCION
El objeto de la invencion es el uso de una combinacion de aditivos promotores de la adherencia compuesta de
uno o mas poli(oxidos de alquileno) del grupo que comprende poli(oxidos de propileno) y copolfmeros de oxido de etileno-oxido de propileno y de
uno o mas derivados de eter de almidon del grupo que comprende eteres de carboxialquilalmidon y sus sales alcalinas, y eteres de hidroxialquilalmidon,
en composiciones de mortero que comprenden aglutinantes minerales y polvos de polfmeros redispersables en agua, caracterizada por que la combinacion de aditivos es parte del polvo de polimeros redispersables en agua.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Poli(oxidos de propileno) (polipropilenglicoles) adecuados de formula H-[OCH2CH2CH2]n-OH son generalmente aquellos que tienen n = 5 a 70, que se corresponde aproximadamente con un peso molecular promedio en peso de 400 a 4000 g/mol. Se da preferencia a poli(oxidos de propileno) que tienen un peso molecular promedio en peso de 1000 a 4000 g/mol, particularmente preferentemente de 2000 a 4000 g/mol. Tambien son adecuados copolfmeros
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que contienen unidades de monomeros de oxido de etileno y de oxido de propileno (copoKmeros de OE-OP) y que tienen un peso molecular promedio en peso de 400 a 4000 g/mol. Se da preferencia a copolfmeros de OE-OP que tienen mas del 50 % en moles de unidades de OP.
Derivados de eter de almidon adecuados son de la clase del eter de hidroxilalquilalmidon, preferentemente con un grupo alquilo C2 a C4, o eteres de carboxialquilalmidon, preferentemente con un grupo alquilo C1 a C4, y sus sales alcalinas correspondientes, preferentemente sal de Na o K. Derivados de eter de almidon particularmente preferidos son hidroxipropilalmidon y carboximetilalmidon y sus sales de sodio. Se da preferencia a derivados de eter de almidon que tienen un peso molecular promedio en peso de por encima de 100.000 g/mol, particularmente preferentemente de 200.000 g/mol. El grado preferido de sustitucion de alquilo (DS) de los derivados de eter de almidon, que se define como el numero de grupos hidroxilo eterificados en el derivado de eter de almidon por unidad de anhidroglucosa, es 0,1 a 2,0. El grado preferido de sustitucion molar de hidroxialquilo (MS) de los derivados de eter de almidon es 0,05 a 1,5. Los derivados de eter de almidon estan comercialmente disponibles y se basan en almidon de patata, almidon de trigo, almidon de arroz, almidon de mafz o almidon de tapioca o mezclas de los mismos. Derivados de eter de almidon preferidos se basan en almidon de patata o almidon de mafz.
En general, los poli(oxidos de propileno) o copolfmeros de oxido de etileno-oxido de propileno se usan en una cantidad del 0,05 al 5 % en peso, preferentemente del 0,2 al 2 % en peso, en cada caso basado en la cantidad de polvo de polfmeros redispersables en agua c). En general, los derivados de eter de almidon se usan en una cantidad del 0,05 al 5 % en peso, preferentemente del 0,2 al 2 % en peso, en cada caso basado en la cantidad de polvo de polfmeros redispersables en agua c).
Los morteros modificados con polfmero se proporcionan generalmente como composiciones de mortero seco y se mezclan con agua en el sitio de construccion. Preferentemente, las composiciones de mortero seco contienen a) uno o mas aglutinantes minerales, b) una o mas cargas, c) uno o mas polvos de polfmeros redispersables en agua basados en polfmeros de monomeros etilenicamente insaturados y que tienen una temperatura de transicion vftrea Tg de -25 °C a +35 °C y opcionalmente d) aditivos adicionales.
Aglutinantes minerales a) adecuados son, por ejemplo, cementos, en particular cemento Portland, cemento de alta alumina, cemento de tras, cemento de escoria, cemento de magnesia, cemento de fosfato o cemento de escoria de alto horno, y tambien cementos mixtos, cementos de carga, ceniza volante, microsflice, cal y pasta de yeso. Se da preferencia a usar cemento Portland, cemento de alta alumina y cemento de escoria y tambien cementos mixtos, cementos de carga, cal y pasta de yeso. En general, las composiciones de mortero seco contienen del 5 al 50 % en peso, preferentemente del 10 al 30 % en peso, de aglutinantes minerales, en cada caso basado en el peso total de la composicion de mortero seco.
Ejemplos de cargas b) adecuadas son arena de sflice, harina de cuarzo, carbonato calcico, dolomita, silicatos de aluminio, arcilla, caliza, cal hidratada blanca, talco o mica, y tambien cargas de peso ligero tales como piedra pomez, vidrio espumado, hormigon de gas, perlita, vermiculita, nanotubos de carbono (CNT). Tambien es posible usar cualquier mezcla de las cargas mencionadas. Se da preferencia a arena de sflice, harina de cuarzo, carbonato calcico, caliza o cal hidratada blanca. En general, las composiciones de mortero seco contienen del 30 al 90 % en peso, preferentemente del 40 al 80 % en peso, de cargas, en cada caso basado en el peso total de la composicion de mortero seco.
Aditivos d) habituales adicionales para las composiciones de mortero seco son espesantes, por ejemplo polisacaridos tales como eteres de celulosa y eteres de celulosa modificados, eteres de almidon, goma guar, goma xantana, silicatos en hojas, acidos policarboxflicos tales como acido poliacnlico y esteres parciales de los mismos, y tambien poli(alcoholes vimlicos) que pueden opcionalmente estar acetalizados o modificados hidrofobamente, casema y espesantes asociativos. Aditivos habituales tambien incluyen retardantes tales como acidos hidroxicarboxflicos o acidos dicarboxflicos o sales de los mismos, sacaridos, acido oxalico, acido succmico, acido tartarico, acido gluconico, acido cftrico, sacarosa, glucosa, fructosa, sorbitol, pentaeritritol. Un aditivo habitual es los aceleradores del fraguado, por ejemplo sales de metales alcalinos o metales alcalinoterreos de acidos inorganicos u organicos. Aditivos adicionales que pueden mencionarse son: agentes hidrofobizantes, conservantes, formadores de pelfcula, dispersantes, estabilizadores de la espuma, antiespumantes y retardantes de la llama (por ejemplo, hidroxido de aluminio).
Los aditivos d) se usan en las cantidades habituales que dependen del tipo de aditivo. En general, las cantidades son del 0,1 al 10 % en peso, en cada caso basado en el peso total de la composicion de mortero seco.
Polvos de polfmeros redispersables en agua c) son composiciones en polvo que se obtienen secando las dispersiones acuosas correspondientes de los polfmeros de base en presencia de coloides protectores. Debido a este proceso de produccion, la resina finamente dividida de la dispersion esta envuelta en una cantidad suficiente de un coloide protector soluble en agua. Tras el secado, el coloide protector actua como una envoltura que previene que las partfculas se peguen juntas. Tras la redispersion en agua, el coloide protector se disuelve en agua otra vez y se obtiene una dispersion acuosa de las partfculas de polfmero originales (Schulze J. en TIZ, No. 9, 1985).
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Poftmeros adecuados de monomeros etilenicamente insaturados son poftmeros basados en uno o mas monomeros seleccionados del grupo que consiste en esteres vimlicos, esteres (met)acnlicos, compuestos aromaticos de vinilo, olefinas, 1,3-dienos y haluros de vinilo, y opcionalmente monomeros adicionales que pueden estar copolimerizados con ellos.
Esteres vimlicos adecuados son aquellos de acidos carbox^licos que tienen de 1 a 15 atomos de carbono. Se da preferencia a acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, 2-etilhexanoato de vinilo, laurato de vinilo, acetato de 1 -metilvinilo, pivalato de vinilo y esteres vimlicos de acidos monocarboxfticos a-ramificados que tienen de 9 a 11 atomos de carbono, por ejemplo, VeoVa9R o VeoVa10R (nombres comerciales de Resolution). Se da preferencia particular a acetato de vinilo.
Monomeros adecuados del grupo de esteres acnlicos o esteres metacnlicos son esteres de alcoholes no ramificados o ramificados que tienen de 1 a 15 atomos de carbono. Esteres metacnlicos o esteres acnlicos preferidos son acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de propilo, metacrilato de propilo, acrilato de n-butilo, metacrilato de n-butilo, acrilato de t-butilo, metacrilato de t-butilo, acrilato de 2-etilhexilo. Se da preferencia particular a acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo, acrilato de t-butilo y acrilato de 2-etilhexilo.
Compuestos aromaticos de vinilo preferidos son estireno, metilestireno y viniltolueno. Un haluro de vinilo preferido es cloruro de vinilo. Las olefinas preferidas son etileno, propileno y los dienos preferidos son 1,3-butadieno e isopreno.
Tambien pueden estar opcionalmente copolimerizados del 0,1 al 5 % en peso, basado en el peso total de la mezcla de monomeros, de los monomeros auxiliares. Se da preferencia a usar del 0,5 al 2,5 % en peso de monomeros auxiliares. Ejemplos de monomeros auxiliares son acidos monocarboxfticos y dicarboxfticos etilenicamente insaturados, preferentemente acido acnlico, acido metacrftico, acido fumarico y acido maleico; carboxamidas etilenicamente insaturadas y nitrilos carbonicos, preferentemente acrilamida y acrilonitrilo; monoesteres y diesteres de acido fumarico y acido maleico, por ejemplo los esteres dietfticos y diisopropfticos y tambien antftdrido maleico; acidos sulfonicos etilenicamente insaturados o sales de los mismos, preferentemente acido vinilsulfonico, acido 2- acrilamido-2-metilpropanosulfonico. Ejemplos adicionales son comonomeros de pre-reticulacion tales como comonomeros polietilenicamente insaturados, por ejemplo ftalato de dialilo, adipato de divinilo, maleato de dialilo, metacrilato de alilo o cianurato de trialilo, o comonomeros de post-reticulacion, por ejemplo acido acrilamidoglicolico (AGA), metilacrilamidoglicolato de metilo (MMAG), N-metilolacrilamida (NMA), N-metilolmetacrilamida, N- metilolcarbamato de alilo, alquil eteres tales como el isobutoxi eter o esteres de N-metilolacrilamida, de N- metilolmetacrilamida y de N-metilolcarbamato de alilo. Tambien son adecuados comonomeros con funcionalidad epoxi tales como metacrilato de glicidilo y acrilato de glicidilo. Ejemplos adicionales son comonomeros con funcionalidad de silicio, tales como acriloxipropiltri(alcoxi)silanos y metacriloxipropiltri(alcoxi)silanos, viniltrialcoxisilanos y vinilmetildialcoxisilanos, donde, por ejemplo, los radicales metoxi, etoxi y etoxipropilenglicol eter pueden estar presentes como grupos alcoxi. Tambien puede hacerse mencion de monomeros que tienen grupos hidroxi o CO, por ejemplo metacrilatos y acrilatos de hidroxialquilo tales como acrilato o metacrilato de hidroxietilo, hidroxipropilo o hidroxibutilo, y tambien compuestos tales como diacetona-acrilamida y acrilato o metacrilato de acetilacetoxietilo.
Los monomeros y la proporcion en peso de los comonomeros se seleccionan de manera que resulte una temperatura de transicion vftrea Tg de -25 °C a +35 °C, preferentemente de -10 °C a +10 °C, particularmente preferentemente de -10 °C a 0 °C. La temperatura de transicion vftrea Tg de los poftmeros puede determinarse en una forma conocida por medio de calorimetna diferencial de barrido (DSC) (determinacion del punto de inflexion de la curva). La Tg tambien puede calcularse aproximadamente de antemano por medio de la ecuacion de Fox. Segun Fox T. G., Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, pagina 123 (1956): 1/Tg = x1/Tg1 + x2/Tg2 + ... + xn/Tgn, donde xn es la fraccion masica (% en peso/100) del monomero n y Tgn es la temperatura de transicion vftrea en Kelvin del homopoftmero del monomero n. Los valores de Tg para los homopoftmeros se dan en Polymer Handbook 2a Edicion, J. Wiley & Sons, New York (1975).
Poftmeros de ester vinftico adecuados son homopoftmeros de ester vinftico, particularmente poli(acetato de vinilo), o copoftmeros de ester vinftico de uno o mas esteres vimlicos, y uno o mas comonomeros del grupo que comprende etileno, cloruro de vinilo, y esteres de acido (met)acrftico, los poftmeros pueden contener ademas los monomeros auxiliares anteriormente mencionados y en las cantidades indicadas y las cifras en % en peso en cada caso y hasta el 100 % en peso.
Se da preferencia a copoftmeros de acetato de vinilo con del 1 al 50 % en peso de etileno;
copoftmeros de acetato de vinilo con del 0 al 50 % en peso de etileno y del 1 al 50 % en peso de uno o mas comonomeros adicionales seleccionados del grupo que consiste en esteres vimlicos que tienen de 1 a 12 atomos de carbono en el radical de acido carboxftico, por ejemplo propionato de vinilo, laurato de vinilo, esteres vimlicos de acidos carboxfticos alfa-ramificados que tienen de 9 a 13 atomos de carbono, por ejemplo VeoVa9, VeoVa10, VeoVa11;
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copoKmeros de acetato de vinilo, con del 1 al 50 % en peso de etileno y preferentemente del 1 al 60 % en peso de esteres (met)acnlicos de alcoholes sin ramificar o ramificados que tienen de 1 a 15 atomos de carbono, en particular acrilato de n-butilo o acrilato de 2-etilhexilo; y
copolfmeros del 30 al 75 % en peso de acetato de vinilo, con del 1 al 30 % en peso de laurato de vinilo o esteres vimlicos de un acido carboxflico alfa-ramificado que tiene de 9 a 11 atomos de carbono y del 1 al 30 % en peso de esteres (met)acnlicos de alcoholes sin ramificar o ramificados que tienen de 1 a 15 atomos de carbono, en particular acrilato de n-butilo o acrilato de 2-etilhexilo, que contienen ademas del 0 al 40 % en peso de etileno; copolfmeros de del 50 al 95 % en peso de acetato de vinilo, con del 5 al 50 % en peso de esteres (met)acnlicos de alcoholes sin ramificar o ramificados que tienen de 1 a 15 atomos de carbono, en particular acrilato de n-butilo o acrilato de 2- etilhexilo; copolfmeros de acetato de vinilo, con del 1 al 50 % en peso de etileno y del 1 al 60 % en peso de cloruro de vinilo; donde los polfmeros pueden contener ademas los monomeros auxiliares anteriormente mencionados en las cantidades indicadas y las cifras en % en peso en cada caso y hasta el 100 % en peso.
Tambien se da preferencia a polfmeros de ester (met)acnlico tales como copolfmeros de acrilato de n-butilo o acrilato de 2-etilhexilo o copolfmeros de metacrilato de metilo con acrilato de n-butilo y/o acrilato de 2-etilhexilo;
copolfmeros de estireno-ester acnlico, preferentemente con uno o mas monomeros seleccionados del grupo que consiste en acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de n-butilo, acrilato de 2-etilhexilo;
copolfmeros de estireno-1,3-butadieno;
donde los polfmeros pueden contener ademas los monomeros auxiliares anteriormente mencionados en las cantidades indicadas y las cifras en % en peso en cada caso suman el 100 % en peso.
Se da la mayor preferencia a copolfmeros que contienen polvo de polfmeros redispersables en agua c) que comprenden acetato de vinilo y del 5 al 50 % en peso de etileno, o
copolfmeros que comprenden acetato de vinilo, del 0 al 50 % en peso de etileno y del 1 al 50 % en peso de un ester vimlico de acidos monocarboxflicos a-ramificados que tienen de 9 a 11 atomos de carbono, o
copolfmeros que comprenden del 30 al 75 % en peso de acetato de vinilo, del 1 al 30 % en peso de laurato de vinilo o esteres vimlicos de un acido carboxflico alfa-ramificado que tiene de 9 a 11 atomos de carbono y del 1 al 30 % en peso de esteres (met)acnlicos de alcoholes sin ramificar o ramificados que tienen de 1 a 15 atomos de carbono, que contienen ademas del 1 al 40 % en peso de etileno, o
copolfmeros que comprenden del 50 al 95 % en peso de acetato de vinilo, del 5 al 50 % en peso de esteres (met)acnlicos de alcoholes sin ramificar o ramificados que tienen de 1 a 15 atomos de carbono, o
copolfmeros que comprenden acetato de vinilo, del 5 al 50 % en peso de etileno y del 1 al 60 % en peso de cloruro de vinilo,
donde los polfmeros pueden contener ademas los monomeros auxiliares anteriormente mencionados en las cantidades indicadas y las cifras en % en peso en cada caso suman el 100 % en peso.
Los polfmeros se preparan por el proceso de polimerizacion en emulsion o por el proceso de polimerizacion en suspension en presencia de coloides protectores, preferentemente por el proceso de polimerizacion en emulsion, en el que la temperatura de polimerizacion es generalmente de 20 °C a 150 °C, preferentemente de 60 °C a 90 °C, y en el que la copolimerizacion de comonomeros gaseosos tales como etileno tambien puede llevarse a cabo a presion por encima de la atmosferica, generalmente en el intervalo de 5 bar a 100 bar abs. La polimerizacion se inicia por medio de los iniciadores solubles en agua o solubles en monomero o combinaciones de iniciadores redox habitualmente usados para la polimerizacion en emulsion o polimerizacion en suspension. Ejemplos de iniciadores insolubles en agua son persulfato de sodio, peroxido de hidrogeno. Ejemplos de iniciadores solubles en monomero son peroxidicarbonato de dicetilo, peroxidicarbonato de diciclohexilo, peroxido de dibenzoflo, azobisisobutironitrilo. Los iniciadores mencionados se usan generalmente en una cantidad del 0,01 al 0,5 % en peso, basado en el peso total de los monomeros. Los iniciadores redox usados son combinaciones de los iniciadores mencionados con agentes reductores. Agentes reductores adecuados son, por ejemplo, sulfito de sodio, hidroximetanosulfinato de sodio y acido ascorbico. La cantidad de agente reductor es preferentemente del 0,01 al 0,5 % en peso, basado en el peso total de los monomeros.
Para controlar el peso molecular, pueden usarse sustancias reguladoras durante la polimerizacion. Si se usan reguladores, estos se usan normalmente en cantidades en el intervalo del 0,01 al 5,0 % en peso, basado en los monomeros que van a polimerizarse, y se introducen por separado o premezclados con componentes de reaccion. Ejemplos de tales sustancias son n-dodecil-mercaptano, terc-dodecil-mercaptano, acido mercaptopropionico, mercaptopropionato de metilo, isopropanol y acetaldehfdo. Se da preferencia a no usar sustancias reguladoras.
Para estabilizar la mezcla de polimerizacion, se usan coloides protectores, opcionalmente en combinacion con emulsionantes. Coloides protectores adecuados son poli(alcoholes vimlicos) parcialmente hidrolizados o
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completamente hidrolizados; polivinilpirrolidonas; polivinilacetales; polisacaridos en forma soluble en agua, por ejemplo almidones (amilosa y amilopectina) o dextrinas o ciclodextrinas, celulosas y derivados de carboximetilo, metilo, hidroxietilo, hidroxipropilo de las mismas; protemas tales como casema o caseinato, protema de soja, gelatina; lignosulfonatos; polfmeros sinteticos tales como acido poli(met)acnlico, copolfmeros de (met)acrilatos con unidades de comonomero con funcionalidad carboxilo, poli(met)acrilamida, acidos polivinilsulfonicos y copoUmeros solubles en agua de los mismos; sulfonatos de melamina-formaldelmdo, sulfonatos de naftaleno-formaldelmdo, copolfmeros de estireno-acido maleico y vinil eter-acido maleico; coloides protectores cationicos, por ejemplo polfmeros que tienen unidades de monomero que comprenden grupos amonio cuaternario. Se da preferencia a poli(alcoholes vimlicos) parcialmente hidrolizados o completamente hidrolizados. Se da preferencia particular a poli(alcoholes vimlicos) parcialmente hidrolizados que tienen un grado de hidrolisis del 80 al 95 % en moles y una viscosidad de Hoppler en disolucion acuosa al 4 % de concentracion de 1 a 30 mPas (metodo de Hoppler a 20 °C, DIN 53015).
Despues de terminarse la polimerizacion, puede llevarse a cabo una post-polimerizacion por metodos conocidos, por ejemplo por post-polimerizacion iniciada por catalizador redox, para eliminar monomeros residuales. Tambien pueden eliminarse monomeros residuales volatiles por medio de destilacion, preferentemente a presion reducida y opcionalmente con gases de arrastre inertes tales como aire, nitrogeno o vapor que se pasan a traves de o sobre la mezcla. Las dispersiones acuosas que pueden obtenerse de esta forma tienen un contenido de solidos del 30 al 75 % en peso, preferentemente del 50 al 60 % en peso.
Para producir los polvos de polfmeros redispersables en agua, las dispersiones se secan, opcionalmente despues de la adicion de coloides protectores adicionales como adyuvantes de secado, por ejemplo por medio de secado en lecho fluidizado, liofilizacion o secado por pulverizacion. Las dispersiones se secan preferentemente por pulverizacion. El secado por pulverizacion se lleva a cabo en plantas de secado por pulverizacion habituales, siendo la atomizacion capaz de efectuarse por medio de boquillas de un fluido, de dos fluidos o de multiples fluidos, o por medio de un disco giratorio. La temperatura de salida se selecciona generalmente en el intervalo de 45 °C a 120 °C, preferentemente de 60 °C a 90 °C, dependiendo de la planta, la Tg de la resina y el grado deseado de secado. El contenido de solidos de la dispersion que va atomizarse es > 35 %, preferentemente > 40 %.
En general, el adyuvante de secado se usa en una cantidad total del 0,5 al 30 % en peso, basado en los constituyentes polimericos de la dispersion, es decir, la cantidad total de coloide protector antes de la operacion de secado debe ser al menos del 1 al 30 % en peso, basado en el componente de polfmero; se da preferencia a usar del 5 al 20 % en peso basado en el componente de polfmero.
Adyuvantes de secado adecuados son conocidos para aquellos expertos en la materia y son, por ejemplo, los coloides protectores anteriormente mencionados. Se da preferencia particular a poli(alcoholes vimlicos) parcialmente hidrolizados que tienen un grado de hidrolisis del 80 al 95 % en moles y una viscosidad de Hoppler en disolucion acuosa al 4 % de concentracion de 1 a 30 mPas (metodo de Hoppler a 20 °C, DIN 53015).
En la atomizacion, frecuentemente se ha encontrado que es ventajoso un contenido de hasta el 1,5 % en peso de antiespumante, basado en el polfmero de base. Para aumentar la vida de almacenamiento mejorando la estabilidad a la adherencia, en particular en el caso de polvos que tienen una baja temperatura de transicion vftrea, el polvo obtenido puede proporcionarse con un agente antiadherente (agente antiapelmazante), tamanos de partfcula que estan preferentemente en el intervalo de 10 nm a 10 pm.
La adicion de la combinacion de aditivos a una formulacion de mortero seco se lleva a cabo como parte del componente de polvo de polfmeros redispersables en agua. Para este fin, los componentes de la combinacion de aditivos pueden anadirse antes o durante la preparacion de la dispersion de polfmero por medio de polimerizacion. Los componentes de la combinacion de aditivos se anaden preferentemente a la dispersion de polfmero antes del secado por pulverizacion o la combinacion de aditivos se anade por separado durante el secado por pulverizacion de la dispersion de polfmero. Los derivados de eter de almidon se anaden preferentemente antes del secado por pulverizacion a la dispersion de polfmero, lo mas preferido los derivados de eter de almidon se secan por pulverizacion junto con la dispersion de polfmero. Los componentes de la combinacion de aditivos tambien pueden anadirse al polvo de polfmero seco despues de secarse. Con estos metodos se obtiene un polvo de polfmeros redispersables en agua que comprende la combinacion de aditivos.
La composicion de mortero seco se produce generalmente mezclando y homogeneizando los componentes a) a d) en aparatos de mezcla de polvo convencionales para dar un mortero seco. La cantidad de agua necesaria para el procesamiento para dar morteros listos para su uso se anade antes de la preparacion. Tambien es posible mezclar los componentes a) a d) individuales por separado con agua para dar un mortero listo para su uso.
La combinacion de aditivos puede aplicarse a un material de soporte solido, por ejemplo sflice, y anadirse en esta forma al polvo de polfmeros redispersables en agua.
La combinacion de aditivos puede aplicarse a un material de soporte solido, por ejemplo sflice, y anadirse en esta forma al polvo de polfmeros redispersables en agua o a la composicion de mortero seco.
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En el uso segun la invencion, la combinacion de aditivos se usa para mejorar la adherencia, sin perdida sustancial de la capacidad para ser trabajado, de los morteros que comprenden los polvos de polfmeros redispersables en agua a sustratos inorganicos y organicos, particularmente a poliestireno expandido, a lana mineral y a ceramicas. Preferentemente, en adhesivos para baldosas ceramicas (CTA), en sistemas de materiales compuestos de aislamiento termico exterior (ETICS) como un componente del mortero adhesivo o de capa de base, particularmente preferido para la union adhesiva y el refuerzo de tableros de poliestireno expandido y molduras de lana de roca. Otro uso es el uso en morteros de reparacion.
Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invencion:
En los Ejemplos (comparativos) 1 a 4 se usaron los siguientes polvos de polfmeros redispersables:
Polvo de dispersion 1:
Polvo de dispersion basado en un copolfmero de acetato de vinilo-etileno que tiene una Tg de -7 °C junto con coloide protector de poli(alcohol vimlico).
Polvo de dispersion 2:
Polvo de dispersion basado en un copolfmero de acetato de vinilo-etileno que tiene una Tg de -7 °C junto con coloide protector de poli(alcohol vimlico) y 0,5 % en peso de polipropilenglicol que tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 2000 (PluriolR P2000 de BASF), basado en el polvo de dispersion.
Polvo de dispersion 3:
Polvo de dispersion basado en un copolfmero de acetato de vinilo-etileno que tiene una Tg de -7 °C junto con coloide protector de poli(alcohol vimlico) y 0,5 % en peso de polipropilenglicol que tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 2000 (PluriolR P2000 de BASF), basado en polvo de dispersion y 2 % en peso de la sal de sodio de un eter de carboximetilalmidon (Hua Yun CMS de Shanghai Huayun Starch Co. Ltd,), basado en el polvo de dispersion.
Polvo de dispersion 4:
Polvo de dispersion basado en un copolfmero de acetato de vinilo-etileno que tiene una Tg de -7 °C junto con coloide protector de poli(alcohol vimlico) y 0,5 % en peso de polipropilenglicol que tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 2000 (PluriolR P2000 de BASF), basado en polvo de dispersion y 2 % en peso de un hidroxipropilalmidon (Hua Yun HPS de Shanghai Huayun Starch Co. Ltd,), basado en el polvo de dispersion.
Polvo de dispersion 5:
Polvo de dispersion basado en un copolfmero de acetato de vinilo-etileno que tiene una Tg de +17 °C junto con coloide protector de poli(alcohol vimlico).
Polvo de dispersion 6:
Polvo de dispersion basado en un copolfmero de acetato de vinilo-etileno que tiene una Tg de +17 °C junto con coloide protector de poli(alcohol vimlico) y 0,5 % en peso de polipropilenglicol que tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 2000 (PluriolR P2000 de BASF), basado en el polvo de dispersion.
Polvo de dispersion 7:
Polvo de dispersion basado en un copolfmero de acetato de vinilo-etileno que tiene una Tg de +17 °C junto con coloide protector de poli(alcohol vimlico) y 0,5 % en peso de polipropilenglicol que tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 2000 (PluriolR P2000 de BASF), basado en polvo de dispersion y 2 % en peso de la sal de sodio de un eter de hidroxipropilalmidon (Hua Yun Na-HPS de Shanghai Huayun Starch Co. Ltd), basado en el polvo de dispersion.
Polvo de dispersion 8:
Polvo de dispersion basado en un copolfmero de acetato de vinilo-etileno que tiene una Tg de +17 °C junto con coloide protector de poli(alcohol vimlico) y 0 5 % en peso de polipropilenglicol que tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 2000 (PluriolR P2000 de BASF), basado en polvo de dispersion y 2 % en peso de un eter de hidroxipropilalmidon (Hua Yun HPS de Shanghai Huayun Starch Co. Ltd,), basado en el polvo de dispersion.
Para producir los morteros listos para uso, en una formulacion para un mortero adhesivo para ETICS, para los Ejemplos (comparativos) 1 a 5, los constituyentes indicados en la Tabla 1 se mezclaron en cada caso en las cantidades indicadas allf con las cantidades de agua indicadas en la Tabla 1 para dar el mortero listo para su uso.
Para probar los morteros adhesivos para ETICS, se aplicaron en cada caso como mortero de cubierta de base en un espesor de capa de 4 mm a tableros de EPS (poliestireno expandido).
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Los espedmenes se almacenaron bajo dos condiciones diferentes: 14 dfas bajo condiciones normales a 23 °C y 50 % de humedad relativa (C.N.),
o 12 dfas bajo condiciones normales y posteriormente durante 2 dfas en agua a 23 °C.
Despues del almacenamiento de los espedmenes de prueba, se determinaron la resistencia a la traccion del adhesivo y el arrancado en tableros de EPS segun el metodo de prueba en DIN 18555-6.
Se perforaron las muestras de prueba del especimen de prueba respectivo con un taladro corona (diametro: 55 mm). Se unieron grapas a la muestra de prueba y se arrancaron por una maquina de ensayo de traccion (tipo: Herion) con velocidad preseleccionada de aumento de carga. A partir de la resistencia al arrancado medida y el area de la muestra de prueba, se revelaron la resistencia de la union correspondiente segun DIN 18555-6.
Los resultados del ensayo se resumen en la Tabla 1.
Los resultados muestran que la adherencia al tablero de aislamiento termico mejora significativamente si se usan los morteros que se han modificado segun la invencion (Ejemplos 3 y 4). Para ver por comparacion de las resistencias a la traccion del adhesivo y el arrancado de EPS de los Ejemplos comparativos 1 y 2 con aquellos de los Ejemplos 3 y 4. En particular, la adherencia se debilita solo insignificativamente despues del almacenamiento en agua (Ej. 3, Ej. 4), mientras que en el caso del Ejemplo comparativo 1, la calidad de la union adhesiva, que es en cualquier caso ya baja, se deteriora significativamente adicionalmente despues del almacenamiento en agua (vease el arrancado de EPS). En el caso del Ejemplo comparativo 2, la calidad de la union adhesiva es suficientemente alta, pero la capacidad para ser trabajado se reduce a un nivel inaceptable.
Con cantidades mas altas de MC (Ej. comp. 5, la capacidad para ser trabajado del mortero mejora algo, pero la calidad de la union por adherencia se reduce enormemente a un nivel inaceptable.
Para producir los morteros adhesivos para baldosas listos para su uso para los Ejemplos (comparativos) 6 a 10, los constituyentes indicados en la Tabla 2 se mezclaron en cada caso en las cantidades indicadas allf con las cantidades de agua indicadas en la Tabla 2 para dar el mortero listo para su uso.
Determinacion de las resistencias adhesivas:
Para probar la resistencia adhesiva, se aplicaron los morteros adhesivos para baldosas a bloques de hormigon con una espatula dentada de 5 mm. A partir de aqm, se pusieron baldosas de gres de 5 x 5 cm2 y se aplastaron con un peso de 2 kg durante 30 segundos. Entonces, las baldosas se mantuvieron en las condiciones dadas en la Tabla 2. La resistencia adhesiva se determino segun EN 12004 despues del almacenamiento usando un aparato de traccion de Herion con una velocidad de aumento de carga de 250 N/s. Los valores de medicion en N/mm2 se muestran en la Tabla 2.
Los resultados muestran que la resistencia adhesiva del Ejemplo comparativo 6 es mucho mas baja que la del Ejemplo comparativo 7 y los Ejemplos 8 y 9. El Ejemplo comparativo 7 muestra resistencia a la traccion reducida en comparacion con los Ejemplos 8 y 9, pero la capacidad para ser trabajado se reduce a un nivel inaceptable.
Con cantidades mas altas de MC (Ej. comp. 10), la capacidad para ser trabajado del mortero mejora algo, pero la calidad de la union por adherencia se reduce enormemente a un nivel inaceptable.
Tabla 1:
Ej. c. 1 Ej. c. 2 Ej. 3 Ej. 4 Ej. c. 5
Formulacion (constituyentes en partes en peso)
Cemento blanco 42, 5
283,5 283,5 283,5 283,5 283,5
Arena de sflice AKW 9a
510 510 510 510 509
Carbonato calcico MHS
190 190 190 190 190
Eter de celulosa MH10001P4
1,5 1,5 1,5 1,5 2,5
Polvo de dispersion 1
15
Polvo de dispersion 2
15 15
Polvo de dispersion 3
15
Ej. c. 1 Ej. c. 2 Ej. 3 Ej. 4 Ej. c. 5
Formulacion (constituyentes en partes en peso)
Polvo de dispersion 4
15
Agua en ml por 1000 g
220 220 220 220 240
Resultados de la prueba:
Resistencia a la traccion del adhesivo N/mm2 (14 dfas C.N.)
0,07 0,11 0,11 0,12 0,08
Resistencia a la traccion del adhesivo N/mm2 (12 d C.N. + 2 d H2O)
0,04 0,10 0,09 0,10 0,05
% de arrancado de EPS (14 d C.N.)
10 85 90 95 20
% de arrancado de EPS (12 d C.N. + 2 d H2O)
5 80 75 80 15
Capacidad para ser trabajado en notas arbitrarias de 1 a 5 (siendo 5 la mejor)
5 2 4,5 4,5 3
Tabla 2:
Ej. c. 6 Ej. c. 7 Ej. 8 Ej. 9 Ej. c. 10
Formulacion (constituyentes en partes en peso)
Cemento Portland CEM I 42, 5R
350 350 350 350 350
Arena de sflice F 34
482,5 482,5 482,5 482,5 480,5
Durcal 65 (CaCO3; 60 pm)
156 156 156 156 156
Eter de celulosa C 8564
4 4 4 4 6
Polvo de dispersion 5
7,5
Polvo de dispersion 6
7,5 7,5
Polvo de dispersion 7
7,5
Polvo de dispersion 8
7,5
Agua en ml por 1000 g
230 230 230 230 250
Resultados de la prueba:
Resistencia a la traccion del adhesivo N/mm2 (28 dfas C.N.)
0,74 1,08 1,12 1,22 0,64
Resistencia a la traccion del adhesivo N/mm2 (7 d C.N. + 21 d H2O)
0,77 0,97 1,05 0,96 0,58
Resistencia a la traccion del adhesivo N/mm2 (14 d C.N. + 14 d 70 °C + 1 d C.N.)
0,59 0,94 1,07 1,12 0,60
Resistencia a la traccion del adhesivo N/mm2 (7 d C.N. + 21 d H2O + 25 ciclos de congelacion/descongelacion)
0,34 0,82 0,96 1,04 0,41
Ej. c. 6 Ej. c. 7 Ej. 8 Ej. 9 Ej. c. 10
Formulacion (constituyentes en partes en peso)
Capacidad para ser trabajado en notas arbitrarias de 1 a 5 (siendo 5 la mejor)
5 2 4,5 4 2,5

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
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    30
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    REIVINDICACIONES
    1. Uso de una combinacion de aditivos promotores de la adherencia compuesta de
    uno o mas poli(oxidos de alquileno) del grupo que comprende poli(oxidos de propileno) y copoKmeros de oxido de etileno-oxido de propileno y de
    uno o mas derivados de eter de almidon del grupo que comprende eteres de carboxialquilalmidon y sus sales alcalinas, y eteres de hidroxialquilalmidon,
    en composiciones de mortero que comprenden aglutinantes minerales y polvos de polfmeros redispersables en agua, caracterizado por que la combinacion de aditivos es parte del polvo de polfmeros redispersables en agua.
  2. 2. Uso segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la combinacion de aditivos comprende uno o mas derivados de eter de almidon del grupo que comprende hidroxipropilalmidon, y carboximetilalmidon y sus sales de sodio.
  3. 3. Uso segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la combinacion de aditivos se usa en una composicion de mortero seco que comprende a) uno o mas aglutinantes minerales, b) una o mas cargas, c) uno o mas polvos de polfmeros redispersables en agua basados en polfmeros de monomeros etilenicamente insaturados y que tienen una temperatura de transicion vftrea Tg de -25 °C a +25 °C y opcionalmente d) aditivos adicionales.
  4. 4. Uso segun las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el polvo de polfmeros redispersables en agua se basa en polfmeros del grupo que comprende homopolfmeros de ester vimlico, o copolfmeros de ester vimlico de uno o mas esteres vimlicos, y uno o mas comonomeros del grupo que comprende etileno, cloruro de vinilo y ester de acido (met)acnlico, en el que los polfmeros pueden contener ademas monomeros auxiliares.
  5. 5. Uso segun las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el polvo de polfmeros redispersables en agua se basa en polfmeros del grupo que comprende
    copolfmeros de acetato de vinilo y del 5 al 50 % en peso de etileno,
    copolfmeros de acetato de vinilo, y del 0 al 50 % en peso de etileno y del 1 al 50 % en peso de un ester vimlico de acidos monocarboxflicos a-ramificados que tienen de 9 a 11 atomos de carbono,
    copolfmeros del 30 al 75 % en peso de acetato de vinilo, y del 1 al 30 % en peso de laurato de vinilo o esteres vimlicos de un acido carboxflico alfa-ramificado que tienen de 9 a 11 atomos de carbono y del 1 al 30 % en peso de esteres (met)acnlicos de alcoholes sin ramificar o ramificados que tienen de 1 a 15 atomos de carbono, y del 0 al 40 % en peso de etileno,
    copolfmeros del 50 al 95 % en peso de acetato de vinilo, y del 5 al 50 % en peso de esteres (met)acnlicos de alcoholes sin ramificar o ramificados que tienen de 1 a 15 atomos de carbono,
    copolfmeros de acetato de vinilo, y del 5 al 50 % en peso de etileno y del 1 al 60 % en peso de cloruro de vinilo, donde los polfmeros pueden contener ademas monomeros auxiliares y las cifras en % en peso en cada caso suman el 100 % en peso.
  6. 6. Uso segun las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el polvo de polfmeros redispersables en agua se basa en polfmeros del grupo que comprende polfmeros de ester (met)acnlico, copolfmeros de estireno-ester acnlico, copolfmeros de estireno-1,3-butadieno, en el que los polfmeros pueden contener ademas monomeros auxiliares.
  7. 7. Uso segun las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la combinacion de aditivos se usa en adhesivos para baldosas ceramicas, en sistemas de materiales compuestos de aislamiento termico exterior, o en morteros de reparacion.
  8. 8. Polvo de polfmeros redispersables en agua para el uso segun las reivindicaciones 1 a 7 que comprende una combinacion de aditivos promotores de la adherencia compuesta de
    uno o mas poli(oxidos de alquileno) del grupo que comprende poli(oxidos de propileno) y copolfmeros de oxido de etileno-oxido de propileno y de
    uno o mas derivados de eter de almidon del grupo que comprende eteres de carboxialquilalmidon y sus sales alcalinas, y eteres de hidroxialquilalmidon.
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