BR112016004925B1

BR112016004925B1 - Uso de um copolímero catiônico, copolímero catiônico e processo para produção de um copolímero catiônico

Info

Publication number: BR112016004925B1
Application number: BR112016004925-0A
Authority: BR
Inventors: Alexander Kraus; Tatiana Mitkina; Frank Dierschke; Maxim Pulkin; Luc Nicoleau
Original assignee: Construction Research & Technology Gmbh
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2021-03-30
Also published as: JP2016533403A; CN105579479B; CN105579479A; EP3049451A1; MX2016003786A; AU2014327759A1; EP2853550A1; JP6436978B2; WO2015043805A1; CA2924137A1; SA516370756B1; BR112016004925B8; RU2016116311A; EP3049451B1; CA2924137C; AU2014327759B2; RU2668422C2; ES2676699T3; TR201809564T4; US20160369024A1

Abstract

copolímero catiônico, processo para produção e uso do mesmo. a presente invenção se refere a copolímeros catiônicos, um processo para a produção destes copolímeros catiônicos e o uso destes copolímeros catiônicos como dispersantes para sistemas aglomerantes de geopolímero. a presente invenção baseia-se na constatação de que estes copolímeros catiônicos, em que a carga catiônica se deve à presença de certos grupos cíclicos e/ou policatiônicos, são estáveis em relação à eliminação de hoffmann, que de outro modo ocorreria em valores muito elevados de ph. além disso, o efeito de dispersão dos polímeros catiônicos pode ser ainda melhorado através da adição de ânions polivalentes.

Description

[001] A presente Invenção refere-se a copolímeros catiônicos, a um processo para produção destes copolímeros catiônicos e ao uso destes copolímeros catiônicos como dispersantes para sistemas aglutinantes de geopolímero.

[002] Dispersantes semelhantes são descritos em WO 2012/076365 A1, reivindicando um copolímero que consiste em

[003] 16 a 95% em mol de uma unidade catiônica estrutural (A), 5 a 55% em mol de uma unidade estrutural macromonomérica (B), até 80% em mol de uma unidade estrutural (C) e até 80% em mol de uma unidade estrutural (D) exceto a unidade estrutural (C), em que a unidade estrutural (A) inclui pelo menos uma unidade das seguintes fórmulas gerais (I) e/ou (II):

em que: R1 em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa hidrogênio e/ou metil,

R3, R4 e R5 em cada ocorrência são os mesmos ou diferentes e cada um, independentemente, representa hidrogênio, uma porção de hidrocarboneto alifático tendo de 1 a 20 átomos de carbono, uma porção de hidrocarboneto cicloalifático tendo de 5 a 8 átomos de carbono e/ou aril tendo de 6 a 14 átomos de carbono ou polietileno glicol (PEG). Y em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa oxigênio, -NH e/ou -NR3 V em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa -(CH2)x- ,

x em cada ocorrência é o mesmo ou diferente, e representa um número inteiro de 1 a 6, e X em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um átomo halogêneo, um sulfato de alquila-C1-4 e/ou um sulfonato de alquila-C1-4; assim como o uso destes copolímeros como aditivos para sistemas de materiais de construção aquosos tendo aglutinantes inorgânicos, em particular aglutinantes à base de sulfato de cálcio.

[004] O cimento Portland foi citado pela primeira vez na patente britânica BP 5022, e desde então tem sofrido desenvolvimento contínuo. É hoje em dia considerado um dos aglutinantes inorgânicos mais difundidos. O Cimento Portland endurece hidraulicamente em virtude de seu alto teor de CaO.

[005] Certas escórias de processos metalúrgicos podem ser usadas em forma de aglutinantes hidráulicos latentes como mistura para Cimento Portland. Também é possível ativação com substâncias álcali fortes, como hidróxidos de metal alcalino ou vidro líquido, por exemplo.

[006] Sistemas de aglutinantes inorgânicos à base de compostos reativos, insolúveis em água, com base em SiO2 em conjunção com Al2O3, que curam espontaneamente em meio aquoso-alcalino, são também de conhecimento geral. Sistemas de aglutinantes curados desta forma são também chamados "geopolímeros"e são descritos por exemplo na US 4.349.386, WO 85/03699 e US 4.472.199.

[007] Misturas óxidas reativas empregadas nesse contexto incluem metacaulinita, microssílica, escórias, cinzas volantes, argila ativada, pozolanas ou suas misturas. O meio alcalino para ativar os aglutinantes consiste tipicamente de soluções aquosas de carbonatos de metais alcalinos, fluoretos de metais alcalinos, hidróxidos de metais alcalinos, aluminatos de metais alcalinos e/ou silicatos de metais alcalinos, tais como o vidro líquido solúvel. Em comparação com o cimento Portland, geopolímeros podem ser mais rentáveis e mais estáveis, e podem ter um balanço de emissões de CO2 mais favorável.

[008] Suspensões aquosas de cimento são muitas vezes misturadas com aditivos na forma de agentes dispersantes, a fim de melhorar as suas propriedades de processamento, tais como maleabilidade, fluidez, capacidade de pulverização, dispersão ou bombeamento. Essas admisturas têm a capacidade de romper aglomerados, por adsorção na superfície das partículas, e de dispersar as partículas formadas. Especialmente no caso de dispersões altamente concentradas, isto resulta numa melhoria significativa nas propriedades de processamento.

[009] Na produção de misturas cimentícias de material de construção como concreto, esse efeito pode ser utilizado para efeito particularmente vantajoso, uma vez que, de outra forma, para alcançar consistência facilmente processável, seria substancialmente requerido mais água do que o necessário para o processo de hidratação subsequente. Como um resultado desse excesso de água, que gradualmente evapora após endurecimento, restam cavidades que prejudicam significativamente a força mecânica e robustez das construções. Os referidos plastificantes ou dispersantes são usados a fim de reduzir a fração de água que é excessiva, no sentido de hidratação, e/ou otimizar as propriedades de processamento para uma dada proporção de água/cimento.

[0010] Exemplos de dispersantes ou plastificantes de cimento usados principalmente até a data são sais de ácido naftalenossulfônico/condensados de formaldeído (cf. EP214412A1; identificados mais adiante como sulfonatos de naftaleno), sais de ácido melamínico sulfônico/ condensados de formaldeído (cf. DE1671017A; identificados mais adiante como sulfonatos de melamina), e também sais de ácidos policarboxílicos (cf. US5,707,445B1, EP1110981A2, EP1142847A2; identificados mais adiante como policarboxilatos). Tais policarboxilatos são preparadas na sua maioria por copolimerização de radicais de ácidos carboxílicos etilenicamente insaturados (tais como ácido acrílico, ácido metacrílico ou ácido maleico e/ou os seus sais) e poli(óxidos de alquileno) tendo um grupo terminal polimerizável (tais como os metacrilatos, éteres alílicos ou éteres vinílicos). Este modo de preparação leva a polímeros a ter uma estrutura de tipo pente.

[0011] A atividade das moléculas usadas deriva de dois efeitos diferentes. Primeiramente, os grupos ácidos carregados negativamente dos plastificantes adsorvem na superfície do grão de cimento, que é positivamente carregada através de íons de cálcio. A dupla camada eletrostática formada dessa maneira resulta em repulsão eletrostática entre as partículas, a qual é, porém, relativamente fraca. No caso dos polímeros com estrutura de tipo pente, mencionados acima, essa repulsão eletrostática é reforçada adicionalmente pelo volume espacial das cadeias não adsorventes de poli(óxido de alquileno). Essa repulsão estérica é muito mais forte que a repulsão eletrostática, e por isso é fácil explicar porque o efeito plastificante dos policarboxilatos é muito maior do que aquele do naftaleno ou sulfonatos de melamina; em outras palavras, a fim de obter plastificação comparável, o policarboxilato pode ser adicionado a uma taxa significativamente mais baixa.

[0012] Os geopolímeros acima mencionados apresentam diferenças distintas em relação aos sistemas de cimento, estas diferenças tornam mais difícil, ou impossível, utilizar os plastificantes estabelecidos. A fim de obter tempos de endurecimento aceitáveis, os componentes óxidos reativos requerem forte ativação alcalina. Este nível mais elevado de alcalinidade impõe exigências particulares sobre os dispersantes. Estes requisitos, no caso de muitos plastificantes comerciais para concreto, não são suficientemente assegurados. Além disso, esses sistemas de baixo- cálcio geralmente não têm nenhuma superfície de grão de carga positiva. Ao invés disso, as superfícies são de silicato ou SiO2, as quais, nos níveis de pH envolvidos são frequentemente carregadas negativamente. Além do mais, o alto nível de alcalinidade requerido para ativação também constitui uma carga elevada de sal, que pode anular um efeito de dispersão que é possível em níveis mais baixos de pH.

[0013] O documento WO 2012/076365 inicialmente mencionado divulga copolímeros catiônicos que são bastante promissores como dispersantes para sistemas aglutinantes de geopolímero exibindo superfícies de grão negativamente carregadas. Porém, esses copolímeros apresentam uma queda em carga positiva ao longo do tempo, quando submetidos aos ambientes altamente alcalinos que são presentes em sistemas de geopolímero. Isso acontece devido à chamada eliminação de Hoffmann, como mostrado no esquema de reação abaixo:

[0014] Por consequência, copolímeros catiônicos que são estáveis em relação à eliminação de Hoffmann seriam altamente desejáveis.

[0015] Uma solução alternativa para esse problema foi encontrada em nosso, não ainda publicado, PCT/EP2013/056761 com data prioritária 11 de abril de 2012, divulgando um produto de policondensação compreendendo como componentes monômeros:

[0016] A) pelo menos um aril polioxialquileno éter de fórmula (i)

em que Ar é um grupo aril, R1 e R2 cada um, independentemente, do outro é selecionado a partir de H, metil e etil, com preferivelmente pelo menos um dos grupos R1 e R2 sendo H, m é um número inteiro de 1 a 300 e R3 é selecionado a partir do grupo que consiste em H, alquil, aril, aralquil, alcaril, fosfato, e suas misturas; B) pelo menos um composto aromático de fórmula (ii),

em que

[0017] R4 e R5 cada um, independentemente, do outro é selecionado a partir de H, R8, OH, OR8, C(O)R8, COOH, COOR8, SO3H, SO3R8 e NO2 e também sais de alcali metais, sais de metais alcalino-terrosos, sais de amônio e suas misturas, ou em conjunto são outro anel fundido, em que R8 cada um, independentemente, é selecionado a partir do grupo que consiste em alquil, aril, aralquil, alcaril, e R6 e R7, cada um, independentemente, do outro é selecionado a partir de OH, OR9, C(O)R9, COOH e COOR9 e também sais de metais alcalinos e sais de metais alcalino-terrosos e sais de amônio e suas misturas, em que R9 cada um, independentemente, é selecionado a partir do grupo que consiste em alquil, aril, aralquil, alcaril;

[0018] C) pelo menos um aldeído, e também opcionalmente,

[0019] D) pelo menos um outro composto aromático, selecionado a partir de um grupo que consiste em fenol, 2-fenoxietanol, fosfato e fosfonato de 2-fenoxietil, ácido 2-fenoxiacético, 2-(2-fenoxietoxi)etanol, fosfato e fosfonato de 2-(2-fenoxietoxi)etil, fosfato e fosfonato de 2-[4-(2-hidroxietoxi)fenoxi]etil, fosfato e fosfonato de 2-[4-(2-fosfonatooxietoxi)fenoxi]etil, metoxifenol, ácido fenolsulfônico, álcool furfurílico, e suas misturas; como também uso desse produto de policondensação como dispersante para suspensões aquosas de aglutinantes orgânicos selecionados a partir do grupo que abrange aglutinantes hidráulicos, aglutinantes hidráulicos latentes, aglutinantes pozolânicos e/ou aglutinantes de aluminossilicato álcali-ativados, e suas misturas.

[0020] Esse produto de policondensação, porém, tendo uma alta afinidade com superfícies de silicato ou SiO2 devido ao componente B), não funciona bem com vidro líquido aquoso visto que o ativador alcalino do sistema de geopolímero, vidro líquido, aglomera a maior parte do produto de policondensação. Assim, seria desejável uma abordagem diferente.

[0021] O problema solucionado pelos inventores seria evitar substancialmente, pelo menos alguns dos inconvenientes do estado da técnica acima discutidos. A intenção, mais particularmente, seria encontrar dispersantes que são capazes de adsorver a aglutinantes de relativamente baixo cálcio em níveis de pH relativamente elevados e, consequentemente, também de dispersar sistemas de geopolímero. Esses dispersantes devem apresentar alta afinidade com superfícies negativamente carregadas, preferivelmente em níveis altos de pH. Eles deveriam, idealmente, também ser adequados para dispersão de sistemas mistos, compreendendo não só matérias primas geopoliméricas, tais como microssílica, metacaulinita, escórias, cinzas volantes, argilas, pozolanas, ou suas misturas (também conhecidos como “materiais cimentícios suplementares” ou “SCM”), mas também sistemas que contenham uma pequena quantidade de cimento Portland.

[0022] Os problemas identificados acima são resolvidos com as características de acordo com as reivindicações independentes. As reivindicações dependentes são relacionadas modalidades preferivelmente.

[0023] Foi encontrado que os copolímeros catiônicos da presente invenção, em que a carga catiônica é devido à presença de certos grupos cíclicos e/ou policatiônicos, são estáveis em relação à eliminação de Hoffmann.

[0024] A presente invenção, dessa forma, primeiro fornece um copolímero catiônico, compreendendo

[0025] a) 3 a 97 % em mol de uma unidade estrutural catiônica de fórmula (III)

em que R1 em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa hidrogênio e/ou metil R2 em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e foi selecionado a partir do grupo que consiste em:

em que R3, R4 e R5 em cada ocorrência são os mesmos ou diferentes e cada um, independentemente, representa hidrogênio, um porção de hidrocarboneto alifático tendo de 1 a 20 átomos de carbono, um porção de hidrocarboneto cicloalifático tendo de 5 a 8 átomos de carbono, aril tendo de 6 a 14 átomos de carbono e/ou um porção de polietileno glicol (PEG), l em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 0 a 2, m em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa 0 ou 1, n em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 1 a 10, Y em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um grupo ausente, oxigênio, NH e/ou NR3, V em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa - (CH2)x-,

x em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 0 a 6, e X em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um átomo halogênio, um sulfato de alquila-C1-4, um sulfonato de alquila-C1-4, um sulfonato de (alq)arila-C6-14 e/ou um equivalente monovalente de um ânion polivalente, que foi selecionado a partir de um sulfato, um dissulfato, um fosfato, um difosfato, um trifosfato e/ou um polifosfato. b) de 97 a 3 % em mol de uma unidade estrutural macromonomérica de fórmula (IV)

em que R6 em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um grupo polioxialquileno da seguinte fórmula (V)

em que o em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 1 a 300, e R1, R3, l, m, Y, V, e x tem os significados dados acima, desde que, e ambas as unidades estruturais (III) e (IV), Y representa um grupo ausente quando x é = 0.

[0026] Para o propósito da presente invenção, um “copolímero catiônico” é um copolímero tendo grupos catiônicos (como cadeias laterais) ligados a uma “espinha dorsal” polimérica, ou cadeira principal. A fim de apresentar repulsão eletrostática suficiente, os copolímeros catiônicos da invenção devem possuir também cadeias laterais de polioxialquileno não- adsorvente, isto é, os grupos de polioxialquileno de fórmula (V). Assim, os copolímeros catiônicos da presente invenção, como os copolímeros de éter policarboxilato conhecidos na técnica, formam estruturas em pente, e podem desta forma ser referidos como polímeros pente. Obviamente, as unidades estruturais (III) e (IV) podem ser dispostas aleatoriamente, alternadamente, gradualmente, e/ou em blocos dentro da cadeira principal polimérica.

[0027] Sem desejar ser limitado pela teoria, acredita-se que, no caso de grupos catiônicos cíclicos abrangidos pela definição de R2é a estabilidade do sistema de anel, que é responsável pela estabilidade do copolímero catiônico perante eliminação de Hoffmann. No caso do grupo policatiônico acredita-se que a estabilidade relativa é devida a um efeito estatístico, isto é, que estatisticamente, apenas partes destes grupos podem eliminar enquanto outras partes destes grupos ainda permanecerão ligadas à cadeia principal polimérica.

[0028] No copolímero catiônico da invenção, o componente monomérico correspondente às unidades estruturais (III) e (IV) são preferivelmente selecionados a partir de éteres vinílicos, éteres de alquila-C1-6 viniloxila, em especial éteres butílicos de viniloxila, éteres alílicos, éteres metalílicos, éteres 3-butenilícos, éteres isoprenílicos, ésteres acrílicos, ésteres metacrílicos, acrilamida, metacrilamida, e misturas dos mesmos. Em outras palavras, monômeros preferivelmente correspondentes às unidades estruturais (III) e (IV) incluem, mas não são limitados, às seguintes estruturas parciais:

[0029] Ésteres acrílicos, ésteres metacrílicos, acrilamidas, metacrilamidas, e similares, podem ser parcialmente substituídos por derivados de ácidos dicarboxílicos insaturados correspondentes, tais como derivados de ácido maléico, desde que estes não possuam funcionalidades de ácido livre, e éteres vinílicos, e similares podem ser parcialmente substituídos pelos derivados de dieno correspondente, desde que estes derivados sejam radicalmente co- polimerizáveis.

[0030] No copolímero catiônico da invenção, “o” é preferivelmente de 5 a 300, mais preferivelmente de 10 a 200, e em particular de 20 a 100.

[0031] No copolímero catiônico da invenção, as unidades de oxialquileno do grupo polioxialquileno de fórmula (V) são preferivelmente selecionadas a partir de grupos de óxido de etileno e/ou grupos de óxido de propileno, que podem ser arranjados aleatoriamente, alternadamente, gradualmente e/ou em blocos, dentro do grupo polioxialquileno. Além disso, o grupo polioxialquileno de fórmula (V) é preferivelmente uma mistura com valores diferentes para "o" dentro da definição especificada.

[0032] O copolímero catiônico da invenção preferivelmente compreende de 10 a 90 % em mol da unidade estrutural catiônica e de 90 a 10% em mol da unidade estrutural macromonomérica, mais preferivelmente de 25 a 75% em mol da unidade estrutural catiônica, e de 75 a 25% em mol da unidade estrutural macromonomérica e em particular de 40 a 60% em mol da unidade estrutural catiônica e de 60 a 40% em mol da unidade estrutural macromonomérica.

[0033] Aquele copolímero tem preferivelmente um peso molecular na faixa de 1000 a 500000, mais preferivelmente de 2000 a 150000 e em particular de 4000 a 100000 g/mol.

[0034] Em segundo lugar, a presente invenção fornece um processo para produção do copolímero catiônico da invenção, que é caracterizada por 3 a 97% em mol de monômero catiônico (A)

e de 97 a 3 % em mol de um macromonômero (B)

são radicalmente copolimerizados, em que R1 a R6, l, m, n, o, Y, V, x e X tem os significados dados acima.

[0035] Neste processo, o monômero catiônico (A) é preferivelmente selecionado a partir de N-vinilimidazol quaternizado, N-alilimidazol quaternizado, 4-vinilpiridina quaternizado, 1-[2-(acriloiloxi)etil]-1H-imidazol, 1-[2- (metacriloiloxi)etil]-1H-imidazol, e suas misturas. Uma representação gráfica desses monômeros catiônicos preferivelmente (em forma não-quaternizada) é dada a seguir:

[0036] Em terceiro lugar, a presente invenção fornece o uso do copolímero catiônico da invenção como dispersante para sistemas aglutinantes de geopolímero. Em outras palavras a presente invenção fornece o uso do copolímero catiônico da invenção como dispersante para suspensões aquosas de aglutinantes de geopolímeros selecionados a partir de um grupo compreendendo aglutinantes hidráulicos, aglutinantes hidráulicos latentes, aglutinantes pozolânicos e/ou aglutinantes de aluminossilicatos alcali-ativados, e também suas misturas.

[0037] Nesse contexto, os aglutinantes mencionados são vantajosamente selecionados a partir dos seguintes grupos: aglutinantes hidráulicos de cimentos, mais particularmente cimento Portland e cimento de aluminato, e também suas misturas, os aglutinantes hidráulicos latentes a partir de escória industrial e/ou sintética, mais particularmente de escória de alto-forno, areia de escória, areia de escória moída, escória eletrotérmica de fósforo, escória de aço, e também suas misturas, e os aglutinantes pozolânicos a partir de sílica amorfa, preferivelmente sílica precipitada, sílica pirogênica e microsílica, vidro moído fino, cinzas volantes, preferivelmente cinzas volantes de lignito e cinzas volantes de carvão mineral, metacaulina, pozolanas naturais como tufo, trass e cinza vulcânica, zeólitas naturais e sintéticas, e também suas misturas.

[0038] Cimento Portland contém cerca de 70% em peso de CaO + MgO, cerca de 20% em peso de SiO2 e cerca de 10% em peso de Al2O3 + Fe2O3. Cimento de aluminato ("cimento de alta alumina") contém cerca de 20% a 40% em peso de CaO, até cerca de 5% em peso de SiO2, cerca de 40% a 80% em peso de Al2O3 e até cerca de 20% em peso de Fe2O3. Estes cimentos são bem conhecidos na técnica.

[0039] As escórias podem ser escórias industriais, isto é, resíduos de processos industriais, e escórias reproduzidas sinteticamente. A última é vantajosa, uma vez que escórias industriais nem sempre estão disponíveis em quantidade e qualidade consistente.

[0040] Para os propósitos da presente invenção, um aglutinante hidráulico latente é preferencial um aglutinante no qual a proporção molar de (CaO + MgO):SiO2 está entre 0,8 e 2,5 e mais preferivelmente 1,0 e 2,0.

[0041] Escória de alto-forno, um aglutinante hidráulico latente típico, geralmente contém de 30% a 45% em peso de CaO, cerca de 4% a 17% em peso de MgO, cerca de 30% a 45% em peso de SiO2 e cerca de 5% a 15% em peso de Al2O3, tipicamente cerca de 40% em peso de CaO, cerca de 10% em peso de MgO, cerca de 35% em peso de SiO2 e cerca de 12% em peso de Al2O3. O produto curado geralmente tem as propriedades de sistemas curados hidraulicamente.

[0042] “Escória de alto forno"é um resíduo do processo de alto- forno. "Areia de escória" é escória granulada de alto-forno, e "areia de escória moída" é areia de escória finamente pulverizada. A areia de escória moída varia, de acordo com a origem e forma de processamento, na sua distribuição de tamanho de partículas e de grãos, com o tamanho de partícula afetando a reatividade. Como uma característica variável para o tamanho das partículas, o número conhecido como o valor Blaine é empregado, o que é tipicamente da ordem de grandeza de 200 a 1000, preferivelmente entre 300 e 500 m2 kg-1. Quanto mais fina a moagem, maior a reatividade.

[0043] Escória eletrotérmica de fósforo é um resíduo da produção de fósforo por meios eletrotérmicos. É menos reativa que a escória de alto-forno e contém cerca de 45% a 50% em peso de CaO, cerca de 0,5% a 3% em peso de MgO, cerca de 38% a 43% em peso de SiO2, cerca de 2% a 5% em peso de Al2O3 e cerca de 0,2% a 3% em peso de Fe2O3, e também fluoreto e fosfato. Escória de aço é resíduo de vários processos de fabricação de aço, com uma composição altamente variável (ver Caijun Shi, Pavel V. Krivenko, Della Roy, Alkali-Activated Cements and Concretes, Taylor & Francis, London & New York, 2006, pp. 42-51).

[0044] Sílica amorfa é preferivelmente sílica-amorfa-raio-X, isto é, uma sílica que apresenta nenhuma cristalinidade num procedimento de difração de pó. A sílica amorfa da presente invenção vantajosamente tem um conteúdo de SiO2 de pelo menos 80% em peso, preferivelmente pelo menos 90% em peso. Sílica precipitada é obtida industrialmente via processos de precipitação, a partir do vidro líquido. Dependendo do método de fabricação, sílica precipitada também é chamada de sílica gel. Sílica pirogênica é gerada através da reação de clorossilanos, tais como tetracloreto de silício, numa chama oxídrica. Sílica pirogênica é um pó amorfo de SiO2 com diâmetro de partícula de 5 a 50 nm e uma área de superfície específica de 50 a 600 m2 g-1.

[0045] Microsílica é um subproduto da fabricação de silício ou ferro- silício e da mesma forma consiste em grande parte de pó de SiO2 amorfo. As partículas têm diâmetros na ordem de grandeza de 0,1μm. A área de superfície específica está na ordem de grandeza de 15 a 30m2g-1. Em contraste, areia de sílica comercial é cristalina e tem, comparativamente, grandes partículas e uma área superficial específica comparativamente baixa. De acordo com a presente invenção serve como um agregado inerte.

[0046] Cinzas volantes são formadas em operações que incluem combustão do carvão em centrais elétricas. Cinza volante de classe C (cinzas volantes de lignito) contém, de acordo com WO08/012438, cerca de 10% em peso de CaO, enquanto que cinza volante de classe F (cinzas volantes de carvão mineral) contém menos de 8% em peso, preferivelmente menos de 4% em peso e tipicamente cerca de 2% em peso de CaO.

[0047] Metacaculinita é formada de desidrogenação da caulinita. Enquanto caulinita desprende água fisicamente ligada de 100 até 200°C, a hidroxilação ocorre de 500 a 800°C, com colapso da estrutura cristalina e a formação de metacaulinita (Al2Si2O7). Metacaulinita pura, consequentemente, contém cerca de 54% em peso de SiO2, e cerca de 46% em peso de Al2O3.

[0048] Uma visão geral de outros aglutinantes pozolânicos adequados de acordo com a presente invenção são encontrados por exemplo em Caijun Shi, Pavel V. Krivenko, Della Roy, Alkali-Activated Cements e Concretes, Taylor & Francis, London & New York, 2006, pp.51-63. Testes para atividade pozolânica podem realizar-se de acordo com DINEN196 Parte 5.

[0049] Além disso, os aglutinantes álcali-ativados de aluminossilicato preferivelmente compreendem aglutinantes hidráulicos latentes e/ou pozolânicos como definido acima e também ativadores alcalinos, tais como soluções aquosas de carbonatos de metais alcalinos, fluoretos de metais alcalinos, hidróxidos de metais alcalinos, aluminatos de metais alcalinos e/ou silicatos de metais alcalinos, tais como o vidro líquido solúvel.

[0050] Para os propósitos da presente invenção, “aglutinantes álcali-ativados de aluminossilicato” são sistemas aglutinantes compreendendo aglutinantes hidráulicos latentes e/ou pozolânicos como definido acima e também ativadores alcalinos como definido acima. Reciprocamente, “aglutinantes álcali-ativáveis de aluminossilicato” significam sistemas aglutinantes do mesmo tipo, os quais compreendem ativadores alcalinos em forma seca. Em ambos os casos, a quantidade de cimento Portland ou cimento de aluminato em total deve ser mantida abaixo de 20% em peso, preferivelmente 10% em peso, a fim de eliminar cura hidráulica do componente de cimento.

[0051] O silicato alcalino é vantajosamente selecionado a partir de compostos tendo a fórmula empírica m SiO2.n M2O, em que M significa Li, Na, K e NH4 e suas misturas, preferivelmente Na e K. A razão molar m:n é vantajosamente de 0,5 a 4,0, preferivelmente de 0,6 a 3,0 e mais particularmente de 0,7 a 2,5. O silicato de metal alcalino é preferivelmente vidro líquido, mais preferivelmente vidro líquido na forma líquida, e mais particularmente vidro líquido de potássio ou de sódio. O uso pode também ser feito, porém, a partir de vidros líquidos de lítio e amônio, e também misturas dos vidros líquidos já citados.

[0052] A razão m:n especificada acima (também chamada de “modulus”) preferivelmente não deve ser excedida, pois, de outro modo, já não é provável que haverá qualquer reação completa dos componentes. É possível também empregar módulos mais baixos, como cerca de 0.2. Vidros Líquidos tendo módulos mais altos devem ser ajustados antes do uso ao módulo no intervalo de acordo com a invenção, usando um hidróxido de metal alcalino aquoso adequado.

[0053] Vidros líquidos de potássio no intervalo de módulo vantajoso são comercializados primeiramente como soluções aquosas, sendo altamente higroscópicos; vidros líquidos de sódio no intervalo de módulo vantajoso são também disponíveis comercialmente como sólidos. O conteúdo sólido das soluções aquosas de vidro líquido são geralmente 20% em peso a 60% em peso, preferivelmente de 30% a 50% em peso.

[0054] Vidros líquidos podem ser preparado industrialmente pela fusão da areia de sílica com os carbonatos de metal alcalino correspondentes. Alternativamente eles podem também ser obtidos sem dificuldade a partir de misturas de sílicas reativas com os hidróxidos de metal alcalinos aquosos correspondentes. De acordo com a presente invenção, portanto, é possível substituir pelo menos parte do silicato de metal alcalino por uma mistura de sílica reativa e hidróxidos de metal alcalinos correspondentes.

[0055] O copolímero catiônico da presente invenção pode ser usado como dispersante para formulações de material de construção e/ou produtos de material em construção, tais como concreto na obra, peças de concreto pré-moldado, utensílios de concreto, pedras de concreto pré-moldado e também concreto in-situ, concreto projetado, concreto pronto, adesivos de construção e adesivos para sistemas compostos de isolamento térmico, sistemas de reparo de concreto, pastas de vedação de um componente e de dois componentes, argamassas, compostos para enchimento e nivelamento, adesivos de azulejos, rebocos, adesivos e selantes, sistemas de revestimento, mais particularmente para os túneis, canais de esgoto, proteção contra respingos e linhas de condensado, argamassas secas, argamassas conjuntas, argamassas de drenagem e/ou argamassas de reparo.

[0056] Além disso, o copolímero catiônico da invenção deve vantajosamente ser adicionado no intervalo de 0,01% a 10,0%, preferivelmente de 0,1% a 5,0% e em particular de 0,5 a 2%, em peso, baseado na soma dos aglutinantes inorgânicos. (Não incluídos nesse cômputo estão, por exemplo, enchimentos e agregados, tais como areias e cascalhos, e também água e outras adições possíveis).

[0057] Finalmente, o copolímero catiônico da presente invenção pode usado juntamente com outros auxiliares, que são conhecidos per se na técnica, selecionados a partir de um grupo compreendendo glicóis, poli-álcoois, amino-álcoois, ácidos orgânicos, aminoácidos, açúcares, melaço, sais orgânicos e inorgânicos, éteres de policarboxilatos, sulfonato de naftaleno, produtos de policondensação de melamina/formaldeído, lignossulfonato, e também suas misturas.

[0058] Uma aplicação particularmente preferida da presente invenção é o uso do copolímero catiônico juntamente com um ânion polivalente. Foi encontrado que a adição de um ânion polivalente não apenas eleva o efeito do copolímero catiônico da invenção em dispersar sistemas aglutinantes de geopolímero, mas também eleva o efeito de polímeros catiônicos de diferentes tipos, incluindo por exemplo homopolímeros sem a unidade estrutural macromonomérica de fórmula (IV) (isto é 0% em mol). Essa descoberta refere- se não somente à seleção do ânion X como definido acima, mas também se refere ao fato de que uma fonte adicional de um ânion polivalente pode ser adicionada. Essa fonte pode ser o sal do ânion polivalente com um cátion monovalente, bivalente e/ou trivalente. Esse cátion pode ser selecionado a partir de metais alcalinos como lítio, sódio ou potássio, metais terrosos como alumínio, e/ou metais de transição como zinco, ferro, molibdênio ou tungstênio. Também são adequados cátions orgânicos.

[0059] O ânion polivalente pode ser também adicionado na forma de um ácido, como ácido fosfórico, ou na forma de um sal (acídico), tal como um hidrogênio, ou fosfato de dihidrogênio, ou sulfato de hidrogênio. O sal deve ser solúvel em água. Foi encontrado que uma adição de 50 a 200 mM de fosfato é muito efetiva a esse respeito. Esta adição é muito efetiva na faixa de pH de 11 a 14, e funciona bem em sistemas em que o ativador é vidro líquido alcalino, carbonato alcalino e/ou hidróxido alcalino.

[0060] O ânion polivalente é preferivelmente selecionado a partir de um sulfato, um dissulfato, um fosfato, um difosfato, um trifosfato, um polifosfato e /ou um fosfonato.

[0061] O ânion polivalente pode, porém, também ser selecionado a partir de ânions complexos como [M(CN)x]n-, [M(SCN)x]n- e/ou [MFx]n-, em que M e Fe, W, e/ou Mo, e [Mo2(Cl)8]4-, assim como a partir de homo- e heteropolioxometalatos (por exemplo Keggin- [XM12O40]n- ou Dawson-ânions [X2M18O62]n-, em que M é Mo e/ou W, e X é S, P, Si, etc.). Além disso, o ânion polivalente pode ser também selecionado a partir de fosfonatos multiplamente carregados, tais como 1-hidroxietano-1,1-difosfonato (HEDP), amino- tris(metilenofosfonato) (ATMP), etilenodiamine-tetra (metilenofosfonato) (EDTMP), dietilenotriamine-penta (metilenofosfonato) (DTPMP), hexametilenodiamine-tetra(metilenofosfonato) (HDTMP), hidroxietil-amino- di(metilenofosfonato) (HEMPA), e similares.

[0062] A presente invenção é agora explicada em mais detalhes por meio dos exemplos não limitantes a seguir.

EXEMPLOS EXEMPLO 1:

[0063] Cloreto de 1-Alil-3-metil-imidazol-3-io (4,51 partes) foi dissolvido em água (5 partes) e gás nitrogênio foi borbulhado através da solução resultante sob agitação por 10 minutos. Então foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (0,99%, 3,03 partes), e a mistura obtida foi aquecida a 90°C com refluxo, sob fluxo contínuo de nitrogênio. A essa mistura foram adicionadas, uma solução aquosa de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol, 57,43%, 23,49 partes) e uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (2,2'-azobis (2-metilpropionamidina) di-hidrocloreto, 1,19%, 10,12 partes), em gotas, dentro de 30 minutos simultaneamente por meio de duas bombas de seringa, seguido por agitação da mistura de reação a 90°C durante 3 horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada para temperatura ambiente. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 5,9 kDa e o índice de polidispersidade (PDI) foi 1,87 (GPC catiônico, Coluna Shodex OHpak SB 804HQ e 802,5HQ, (PHM gel, 8 x 300 mm), eluente 0,05 M formato de amónio/metanol: 80/20 (vol.%), pH ~ 6,5, detecção RI).

EXEMPLO 2:

[0064] 2-[2-Dimetilaminoetil(metil)amino]etil 2-metilprop-2-enoato foi duplamente quaternizado com metil éster de ácido p-toluenossulfônico em THF de acordo com procedimento padrão. O bis-p-toluenossulfonato obtido (35,21 partes) foi dissolvido em água (40 partes), e foi adicionado polietileno glicol metil éter metacrilato derretido (peso molecular médio 950 g/mol, 19,00 partes). Nitrogênio foi borbulhado através da solução resultante sob agitação por 10 minutos, então foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (4,76 %, 1,05 partes), e a mistura obtida foi aquecida a 90°C com refluxo e sob fluxo contínuo de nitrogênio. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (1,57 %, 10,16 partes) foi adicionada em gotas através de uma bomba de seringa à mistura monomérica dentro de 30 minutos, seguido de agitação a 90°C durante duas horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada para temperatura ambiente. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 159,1 kDa, PDI = 2,26 (GPC catiônico).

EXEMPLO 3:

[0065] Dimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]-[2- (trimetilamônio)etil]amônio bis-p-toluenossulfonato (42,25 partes), foi dissolvido em água (40 partes), e polietileno glicol metil metacrilato de éter fundido, (peso molecular médio de 950 g/mol, 11,40 partes) foi adicionado. Nitrogênio foi borbulhado através da solução resultante sob agitação durante 10 min, em seguida, foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (6,54%, 1,07 partes) e a mistura obtida foi aquecida a 90°C com refluxo, sob fluxo de nitrogênio contínuo. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (2,25%, 10,23 partes) foi adicionada em gotas através de uma bomba de seringa à mistura monomérica dentro de 30 minutos, seguida de adição de água (15 partes) e agitação a 90°C durante 2 horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada para temperatura ambiente. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 50,6 kDa, PDI = 1,78 (GPC catiônico).

EXEMPLO 4:

[0066] Polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol, 19,00 partes) foi dissolvido em água (40 partes) e nitrogênio gasoso foi borbulhado através da solução resultante sob agitação durante 10 min. Então foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (4,76%, 1,05 partes) e a mistura obtida foi aquecida a 90°C com refluxo, sob fluxo de nitrogênio contínuo. A essa mistura uma solução aquosa de dimetil-[2-(2- metilprop-2-enoiloxi)etil]-[2-(trimetilamônio)etil]amônio bis-p-toluenossulfonato (63,8%, 55,21 partes) e uma solução aquosa de iniciador de radical WAKO V-50 (1,57%, 10,16 partes) foram adicionados em gotas dentro de 30 minutos simultaneamente através de duas bombas de seringa, seguidos de agitação da reação a 90°C durante 1,5 hora adicional. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada para temperatura ambiente. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 32,4 kDa, PDI = 2,33 (GPC catiônico).

EXEMPLO 5 (REFERÊNCIA)

[0067] Dimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]-[2-(trimetilamônio) etil]amônio bis-p-toluenossulfonato (20,54 partes) foi dissolvido em água (40 partes) e gás nitrogênio foi borbulhado através da solução resultante sob agitação durante 10 minutos. Então foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (4,76 %, 1,05 partes) e a mistura obtida foi aquecida a 90°C com condensador de refluxo sob fluxo de nitrogênio contínuo. Uma solução aquosa de iniciador de radical WAKO V-50 (1,86%, 10,19 partes) foi adicionada em gotas durante 30 minutos através de bomba de seringa, seguido de agitação da mistura de reação a 90°C durante 2 horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada para temperatura ambiente. O peso molecular médio do homopolímero (Mw) foi 11,2 kDa, PDI =1,62 (GPC catiônico).

EXEMPLO 6 (REFERÊNCIA)

[0068] Dimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]-[2-(trimetilamônio)etil] amônio bis-metossulfato (80%, contendo 85% bis-metosulfato e 15% do sal de mono-metosulfato análogo, 27,98 partes) foi dissolvido em água (27,98 partes) e foi borbulhado gás nitrogênio através da solução resultante sob agitação durante 10 min. Em seguida, foi adicionada uma solução de mercaptoetanol em água (10,71%, 1,12 partes) e a mistura resultante foi aquecida a 90°C com refluxo, sob fluxo contínuo de nitrogênio. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (1,38%, 10,14 partes) foi adicionado em gotas dentro de 30 minutos por meio de bomba de seringa, seguido por agitação da mistura de reação a 90°C durante 2 horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada até temperatura ambiente. O peso molecular médio do homopolímero (Mw) foi de 8,3 kDa, PDI = 1,95 (GPC catiônico).

EXEMPLO 7:

[0069] 2-(2-dimetilaminoetiloxi)etil 2-metilprop-2-enoato foi quaternizado com metil éster de ácido p-toluenossulfônico em THF de acordo com o procedimento padrão. O p-toluenossulfonato obtido (60,45 partes) foi dissolvido em água (50 partes) e foi adicionado polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol, 24,70 partes). Foi borbulhado gás nitrogênio através da solução resultante sob agitação durante 10 min, em seguida, foi adicionada uma solução de mercaptoetanol em água (10,71%, 1,12 partes), e a mistura obtida foi aquecida a 90°C com refluxo sob fluxo contínuo de nitrogênio. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (4,03 %, 10,42 partes) foi adicionada em gotas por meio de uma bomba de seringa à mistura monomérica durante 30 minutos, seguido de agitação a 90°C por uma hora adicional. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada até temperatura ambiente. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi 203,0 kDa, PDI = 2,37 (GPC catiônico).

EXEMPLO 8 (REFERÊNCIA):

[0070] Trimetil-[2-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etoxi]etil]amônio p- toluenossulfonato (39,91 partes) foi dissolvido em água (40 partes) e foi borbulhado gás nitrogênio através da solução resultante sob agitação durante 10 min. Em seguida, foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (13,79%, 1,16 partes) e a mistura resultante foi aquecida a 90°C com refluxo, sob fluxo contínuo de nitrogênio. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (5,30 %, 10,56 partes) foi adicionada em gotas por meio de uma bomba de seringa durante 30 minutos, seguido de agitação da solução de reação a 90°C por duas horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada até temperatura ambiente. O peso molecular médio do homopolímero (Mw) foi 32,7 kDa, PDI = 2,03 (GPC catiônico).

EXEMPLO 9:

[0071] Dimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]-[2- (trimetilamônio)etil]amônio bis-metosulfato (80%, contendo 85% bis-metosulfato e 15% do sal de mono-metosulfato análogos, 91,77 partes), polietileno glicol metil éter metacrilato fundido (peso molecular médio de 950 g/mol, 47,50 partes) e água (130 partes) foram misturados, e foi borbulhado gás nitrogênio através da solução resultante sob agitação durante 10 min. Em seguida, foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (18,70%, 1,23 partes) e a mistura resultante foi aquecida a 90°C com refluxo, sob fluxo contínuo de nitrogênio. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (5,75 %, 10,61 partes) foi adicionada à mistura monomérica em gotas por meio de uma bomba de seringa durante 30 minutos, seguido de agitação da solução de reação a 90°C por 4 horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada até temperatura ambiente. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi 42,9 kDa, PDI = 2,30 (GPC catiônico).

EXEMPLO 10:

[0072] Dimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]-[2- (trimetilamônio)etil]amônio bis-metosulfato (80 %, contendo 85% bis-metosulfato e 15% do sal de mono-metosulfato análogo, 87,85 partes), polietileno glicol metil éter metacrilato fundido (peso molecular médio 950 g/mol, 23,75 partes) e água (130 partes) foram misturados, foi borbulhado gás nitrogênio através da solução resultante sob agitação durante 10 min. Em seguida, foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (10,71 %, 1,12 partes) e a mistura resultante foi aquecida a 90°C com refluxo, sob fluxo contínuo de nitrogênio. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (3,01 %, 10,31 partes) foi adicionada à mistura monomérica em gotas por meio de uma bomba de seringa durante 30 minutos, seguido de agitação da solução de reação a 90°C por 60 minutos adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada até temperatura ambiente. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi 36,1 kDa, PDI = 2,16 (GPC catiônico).

EXEMPLO 11:

[0073] Dimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]-[2- (trimetilamônio)etil]amônio bis-p-toluenossulfonato (17,60 partes), polietileno glicol metil éter metacrilato fundido (peso molecular médio 950 g/mol, 28,50 partes), trimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]amônio cloreto (8,31 partes) e água (45 partes) foram misturados, e foi borbulhado gás nitrogênio através da solução resultante sob agitação durante 10 min. Em seguida, foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (4,76%, 1,05 partes) e a mistura resultante foi aquecida a 80°C com refluxo, sob fluxo contínuo de nitrogênio. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (1,57%, 10,16 partes) foi adicionada à mistura monomérica em gotas por meio de uma bomba de seringa durante 30 minutos, seguido de agitação da solução de reação a 80°C por 3 horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada até temperatura ambiente. O peso molecular médio do terpolímero (Mw) foi 139,2 kDa, PDI = 3,14 (GPC catiônico).

EXEMPLO 12:

[0074] Dimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]-[2- (trimetilamônio)etil]amônio bis-p-toluenossulfonato (11,74 partes), polietileno glicol metil éter metacrilato fundido (peso molecular médio 950 g/mol, 19,00 partes), trimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]amônio cloreto (16,62 partes) e água (45 partes) foram misturados, e foi borbulhado gás nitrogênio através da solução resultante sob agitação durante 10 min. Em seguida, foi adicionada solução de mercaptoetanol em água (13,79 %, 1,16 partes) e a mistura resultante foi aquecida a 80°C com condensador de refluxo, sob fluxo contínuo de nitrogênio. Uma solução aquosa do iniciador de radical WAKO V-50 (5,12%, 10,54 partes) foi adicionada à mistura monomérica em gotas por meio de uma bomba de seringa durante 60 minutos, seguido de agitação a 80°C por 3 horas adicionais. A solução de polímero viscoso incolor resultante foi resfriada até temperatura ambiente. O peso molecular médio do terpolímero (Mw) foi 87,9 kDa, PDI = 2,89 (GPC catiônico).

EXEMPLO 13 (REFERÊNCIA):

[0075] Em um frasco de reação equipado com um agitador, arrefecimento externo e um dispositivo de dosagem, uma mistura de 93,6 g trimetil-[2-(2-metilprop-2-enoiloxi)etil]amônio cloreto (“MADAME-Q”) e 65 g água foi introduzida, e 2,34 g peróxido de hidrogênio (30%), 26mg sulfato de ferro (II) e 1,26 g mercaptoetanol foram adicionados. O valor de pH foi ajustado para 5,0 com ácido sulfúrico. O frasco foi resfriado a 15°C durante toda a reação. A solução de 1,5 g Rongalit em 48,5 g água foi adicionada à mistura de reação por 60 minutos (depois disso a polimerização estava finalizada). O peso molecular médio do homopolímero (Mw) foi 20,6 kDa, PDI = 2,9.

EXEMPLO 14 (REFERÊNCIA):

[0076] Em um frasco de reação equipado com um agitador, arrefecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 20 g água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio 29,9 g trimetil-[2-(2- metilprop-2-enoiloxi)etil]amônio cloreto ("MADAME-Q") e 14,49 g 2-hidroxietil 2- metilprop-2-enoato (HEMA) foram dissolvidos em 15 g de água, acidificados com ácido sulfúrico até pH 3, e subsequentemente a solução foi desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 165mg do iniciador de radical WAKO VA-044 (2,2'-azobis [2-(2-imidazolin-2- il)propano]di-hidrocloreto) em 15 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 129 kDa PDI = 1,8.

EXEMPLO 15 (REFERÊNCIA)

[0077] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 20 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 29,9 g de MADAME-Q e 14,49 g HEMA foram dissolvidos em 15 g de água e 1,5 g de mercaptoetanol foi adicionado. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo dosador foi preenchido com uma solução de 165mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 15 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 12,6 kDa, PDI = 3,5.

EXEMPLO 16 (REFERÊNCIA)

[0078] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 20 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 29,9 g de MADAME-Q e 14,49 g HEMA foram dissolvidos em 15 g de água e 1,0 g de mercaptoetanol foi adicionado. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo dosador foi preenchido com uma solução de 165mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 15 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 15 kDa, PDI = 3.2.

EXEMPLO 17 (REFERÊNCIA)

[0079] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, e dois dispositivos de dosagem, 98.7 g de MADAME-Q e 50 g de água foram introduzidos e 1,0 g de peróxido de hidrogênio (30%) e 20 mg de sulfato de ferro (II) foram adicionados. O valor de pH foi ajustado para 5 com ácido sulfúrico. O dispositivo de dosagem 1 foi preenchido com uma solução de 16,2 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio 300 g/mol), 31 g de água e 1,16 g de ácido 3-mercaptopropiônico. O dispositivo dosador 2 foi preenchido com uma solução de 1,5 g de Rongalit em 48,5 g de água. O frasco foi resfriado a 15°C durante toda a reação. O conteúdo do dispositivo dosador 1 foi adicionado à mistura de reação a qual foi resfriada para 15°C durante 30 minutos, e o conteúdo do dispositivo dosador 2 foi subsequentemente adicionado durante 60 minutos. Depois do final da adição da solução de Rongalit, a polimerização estava finalizada. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 31 kDa, PDI = 1,8.

EXEMPLO 18 (REFERÊNCIA):

[0080] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 30 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 77,9 g de uma solução aquosa 75 % de MADAME-Q, mais 12,8 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 300 g/mol) foram diluídos com 63,3 g de água, mais 0,75 g de mercaptoetanol. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 250mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 22,5 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 18 kDa, PDI = 1,65.

EXEMPLO 19 (REFERÊNCIA):

[0081] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 20 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 51,9 g de uma solução aquosa de 75 % de MADAME-Q, mais 13,5 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 475 g/mol) foram diluídos com 52 g de água mais 0,5 g de mercaptoetanol. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 165mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 15 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 20 kDa, PDI = 1,65.

EXEMPLO 20 (REFERÊNCIA):

[0082] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 20 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 45,9 g de uma solução aquosa de 75 % de MADAME-Q, mais 23,8 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 475 g/mol) foram diluídos com 68 g de água mais 0,5 g de mercaptoetanol. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 165 mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 15 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 19,6 kDa, PDI = 1,82.

EXEMPLO 21 (REFERÊNCIA)

[0083] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 20 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 51.9 g de uma solução aquosa de 75 % de MADAME-Q, mais 31,2 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 1100 g/mol) foram diluídos com 85 g de água mais 1,5 g de mercaptoetanol. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 165 mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 15 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 11 kDa, PDI = 1,67.

EXEMPLO 22 (REFERÊNCIA):

[0084] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 20 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 51.9 g de uma solução aquosa de 75 % de MADAME-Q, mais 31,2 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 1100 g/mol) foram diluídos com 85 g de água mais 0,5 g de mercaptoetanol. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 165 mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 15 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 24 kDa, PDI = 1,79.

EXEMPLO 23 (REFERÊNCIA)

[0085] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 32 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 60,3 g de uma solução aquosa de 75 % MADAME-Q, mais 125,4 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) são diluídos com 269 g de água, mais 0,81 g de mercaptoetanol. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 267 mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 24 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo de ambos os dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 25,9 kDa, PDI = 1,9.

EXEMPLO 24:

[0086] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e três dispositivos de dosagem, 10 g de água foi introduzida e desgaseificada com nitrogênio. 19 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) e 0,41 g de mercaptoetanol foram dissolvidos em 19 g de água. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem. 22,4 g de N-vinilimidazol o qual foi quaternizado com metil-tosilato (“VI-Q”) foi dissolvido em 22,4 g de água. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3, subsequentemente desgaseificada com nitrogênio e introduzida no segundo dispositivo de dosagem. O terceiro dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 670 mg do iniciador de radical WAKO VA-044 em 11,2 g de água. O frasco de reação foi aquecido a 90°C. O conteúdo dos três dispositivos de dosagem foi adicionado durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 5,5 kDa, PDI = 1,77.

EXEMPLO 25:

[0087] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 14 g VI-Q foi introduzido dissolvido em 14 g de água. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. O primeiro dispositivo de dosagem foi preenchido com 47,5 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) e 0,31 g de mercaptoetanol, dissolvidos em 47,5 g de água. O segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 615 mg do iniciador de radical WAKO VA-044 em 11,2 g de água. O frasco de reação foi aquecido a 90°C, e o conteúdo dos dois dispositivos de dosagem foi adicionado durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 11 kDa, PDI = 2,61.

EXEMPLO 26:

[0088] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 36 g de VI-Q foi introduzido, dissolvido em 36 g de água. A solução foi acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. O primeiro dispositivo de dosagem foi preenchido com 20,3 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) e 0,28 g de mercaptoetanol, dissolvidos em 20,3 g de água. O segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 560 mg do iniciador de radical WAKO VA-044 em 11,2 g de água. O frasco de reação foi aquecido a 90°C, e o conteúdo dos dois dispositivos de dosagem foi adicionado durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 8,6 kDa, PDI = 2,3.

EXEMPLO 27:

[0089] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e um dispositivo de dosagem, 28 g VI-Q e 95 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) foram adicionados, dissolvidos em 125 g de água. A solução foi carregada com 0,61 g de mercaptoetanol, acidificada com ácido sulfúrico até pH 3 e subsequentemente desgaseificada com nitrogênio. O dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 1,2 g do iniciador de radical WAKO VA-044 em 22,5 g de água. O frasco de reação foi aquecido a 90°C, e o conteúdo do dispositivo de dosagem foi adicionado durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 18 kDa, PDI = 3,81.

EXEMPLO 28:

[0090] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 28,5 g de água e 28,5 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) foram adicionados, e desgaseificados com nitrogênio. Foi adicionado Mercaptoetanol (0,3 g) e a mistura de reação foi ajustada para pH 3 com ácido sulfúrico. 33,6 g VI-Q foi dissolvido em 33,6 g de água, desgaseificada com nitrogênio, e introduzidos no primeiro dispositivo de dosagem. O segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 460 mg do iniciador de radical WAKO VA-044 em 11,2 g de água. O frasco de reação foi aquecido a 90°C. O conteúdo dos dois dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 9 kDa, PDI = 2,4.

EXEMPLO 29:

[0091] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 22,4 g de água e 22,4 g de VI-Q foram introduzidos e desgaseificados com nitrogênio. O valor de pH foi subsequentemente ajustado para 3 com ácido sulfúrico. 19 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) e 0,41 g de mercaptoetanol foram dissolvidos em 19 g de água, ajustados para pH 3 com ácido sulfúrico, desgaseificados com nitrogênio e introduzidos no primeiro dispositivo de dosagem. O segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 693 mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 11,2 g de água. O frasco de reação foi aquecido a 90°C. O conteúdo dos dois dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 5,6 kDa, PDI = 2,2.

EXEMPLO 30:

[0092] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 38 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) foram adicionados, dissolvidos em 38 g de água, e desgaseificados com nitrogênio. Foi adicionado Mercaptoetanol (0,37 g) e a mistura de reação foi ajustada para pH 3 com ácido sulfúrico. 33,2 g de uma solução aquosa 75 % de MADAME-Q mais 3,76 g de VI-Q foram dissolvidos em 54 g de água, ajustada para pH 3 com ácido sulfúrico e desgaseificados com nitrogênio. A solução de monômeros foi introduzida no primeiro dispositivo de dosagem, e o segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 750 mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 15 g de água. O frasco de reação foi aquecido a 90°C. O conteúdo dos dois dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 14,7 kDa, PDI = 1,9.

EXEMPLO 31:

[0093] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e dois dispositivos de dosagem, 28 g de VI-Q foram introduzidos, dissolvidos em 28 g de água. O valor de pH foi ajustado para 3 com ácido sulfúrico, e subsequentemente a solução foi desgaseificada com nitrogênio. 95 g de polietileno glicol metil éter metacrilato (peso molecular médio de 950 g/mol) e 0,62 g de mercaptoetanol foram dissolvidos em 95 g de água, ajustados com ácido sulfúrico para pH 3, desgaseificado com nitrogênio e introduzido no primeiro dispositivo de dosagem. O segundo dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 1,23 g de iniciador de radical WAKO VA-044 em 22,5 g de água. O frasco de reação foi aquecido a 90°C. O conteúdo dos dois dispositivos de dosagem foi adicionado sincronicamente ao frasco de reação durante 5 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 9,5 kDa, PDI = 2,3.

EXEMPLO 32 (REFERÊNCIA):

[0094] Em um frasco de reação equipado com um agitador, aquecimento externo, condensador de refluxo e um dispositivo de dosagem, 84,1 g de VI-Q foi introduzido, dissolvido em 84,1 g de água. O valor de pH foi ajustado para 3 com ácido sulfúrico, e subsequentemente a solução foi desgaseificada com nitrogênio. O dispositivo de dosagem foi preenchido com uma solução de 420mg de iniciador de radical WAKO VA-044 em 34 g de água. O frasco foi aquecido a 90°C. O conteúdo do dispositivo de dosagem foi adicionado ao frasco de reação durante 3 horas. Subsequentemente, a mistura foi deixada para reagir por uma hora adicional a 90°C. O peso molecular médio do polímero (Mw) foi de 4,6 kDa, PDI = 1,75.

TESTES DE UTILIZAÇÃO

[0095] Nos testes a seguir, a liquefação da argamassa (dispersão) dos sistemas aglutinantes de geopolímero com copolímeros catiônicos da invenção foi testada. Argamassas de aluminossilicatos foram produzidas usando um misturador de argamassa de acordo com DIN EN 196-1. Todos os ingredientes foram misturados de acordo com DIN EN 196-1, exceto que a areia de quartzo foi adicionada inicialmente ao misturador, ao invés de ser adicionada no fim do processo de mistura. A dispersão da argamassa foi medida por meio de um cone Haegermann depois de 15 vezes batendo numa mesa de dispersão (DIN EN 1015-3). O sistema aglutinante contendo os ingredientes escória de alto-forno, cinza volante tipo F e fumo de sílica (quantidades dadas em peso %).

[0096] Todos os copolímeros catiônicos testados foram formulados com 4% em peso de Antiespumante DF93, em relação ao polímero. A dosagem do polímero foi de 1% em peso, em relação ao aglutinante de geopolímero.

EXEMPLO 33:

[0097] O seguinte sistema aglutinante de geopolímero foi preparado:

[0098] A proporção de água/(fumo de sílica + cinza volante) foi de 0,83. Os valores de dispersão são fornecidos na Tabela 2. Dispersões depois de 6 minutos e 30 minutos são dados em centímetros. Os números de amostra se referem aos Experimentos correspondentes acima. TABELA 2

EXEMPLO 34:

[0099] O seguinte sistema aglutinante de geopolímero foi preparado:

[00100] A proporção de água/escória foi de 0,60. Os valores de dispersão são fornecidos na Tabela 3. Dispersões depois de 6 minutos e 30 minutos são dados em centímetros. Os números de amostra se referem aos Experimentos correspondentes acima. TABELA 3

EXEMPLO 35:

[00101] O seguinte sistema aglutinante de geopolímero foi preparado: Escória 300g Areia de Quartzo 700g Na2CO3 6g Copolímero Catiônico 3g

[00102] A proporção de água/escória foi 0,583. Dispersões depois de 6 minutos e 30 minutos são dados em centímetros. Os números de amostra se referem aos Experimentos correspondentes acima. TABELA 4 (PARTE I)

TABELA 4 (PARTE II)

EXEMPLO 36:

[00103] O seguinte sistema aglutinante de geopolímero foi preparado:

[00104] A proporção de água/escória foi 0,583. Valores de dispersão foram dados na Tabela 5 abaixo (duas partes). Dispersões depois de 6 minutos e 30 minutos são dados em centímetros. Os números de amostra se referem aos Experimentos correspondentes acima. TABELA 5 (PARTE I)

TABELA 5 (PARTE II)

[00105] Esses testes de utilização claramente mostram a superioridade do copolímero catiônico da invenção.

EXEMPLO 37:

[00106] O seguinte sistema aglutinante de geopolímero foi preparado:

[00107] A proporção de água/(fumo de sílica + cinza volante) foi 0,83. Valores de dispersão são fornecidos na tabela 2. Dispersões depois de 6 minutos e 30 minutos são dados em centímetros. Os números de amostra se referem aos Experimentos correspondentes acima.

[00108] Diferentes quantidades de ânions polivalentes como ácidos ou sais foram adicionados para melhorar o efeito do polímero catiônico. A Tabela 6 apresenta o efeito de fosfato de sódio dibásico como sal de fosfato adicionado. A Tabela 7 apresenta o efeito de dietilenotriamina-penta (metilenofosfonato) (DTPMP) adicionado como ácido. Finalmente, a Tabela 8 apresenta o efeito de amino-tris (metileno fosfonato) (ATMP) adicionado como ácido. TABELA 6

TABELA 7

TABELA 8

[00109] Estes testes de utilização mostram claramente que ânions polivalentes aumentam o efeito de dispersão dos polímeros catiônicos, apesar de terem apenas um pequeno efeito, em que nenhum polímero catiônico está presente. Isto prova um efeito sinérgico de ânions polivalentes, juntamente com polímeros catiônicos. Além disso, o efeito de dispersão de algumas combinações aumenta ainda ao longo do tempo.

Claims

1. USO DE UM COPOLÍMERO CATIÔNICO, caracterizado por ser como um dispersante para sistemas aglutinantes de geopolímero, em que o copolímero catiônico compreende a) 3 a 97% em mol de uma unidade estrutural catiônica, de fórmula (III)

em que R1 em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa hidrogênio e/ou metil, R2 em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e é selecionado a partir do grupo que consiste em:

em que R3, R4 e R5 em cada ocorrência são os mesmos ou diferentes e cada um, independentemente, representa hidrogênio, uma porção de hidrocarboneto alifático tendo de 1 a 20 átomos de carbono, uma porção de hidrocarboneto cicloalifático tendo de 5 a 8 átomos de carbono, aril tendo de 6 a 14 átomos de carbono e/ou uma porçãode polietilenoglicol (PEG), l em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 0 a 2, m em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa 0 ou 1, n em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 1 a 10, Y em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um grupo ausente, oxigênio, NH e/ou NR3, V em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa -(CH2)x-,

x em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 0 a 6, e X em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um átomo de halogênio, um sulfato de alquila-C1-4, um sulfonato de alquila- C1-4, um sulfonato de (alq)arila-C6-14 e/ou um equivalente monovalente de um ânion polivalente, que é selecionado a partir de um sulfato, um dissulfato, um fosfato, um difosfato, um trifosfato e/ou um polifosfato; b) 97 a 3% em mol de uma unidade estrutural macromonomérica de fórmula (IV)

em que o em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 1 a 300, e R1, R3, l, m, Y, V, e x têm os significados dados acima, desde que, em ambas as unidades estruturais (III) e (IV), Y representa um grupo ausente quando x é = 0.

2. USO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos componentes monoméricos correspondentes às unidades estruturais (III) e (IV) serem selecionados a partir de éteres vinílicos, éteres de alquila-C1-6 viniloxila, em particular éteres butílicos de viniloxila, éteres alílicos, éteres metalílicos, éteres de 3-butenila, éteres isoprenilícos, ésteres acrílicos, ésteres metacrílicos, acrilamidas, metacrilamidas, e misturas dos mesmos.

3. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 2, caracterizado pelo o variar de 5 a 300, mais eferencialmente de 10 a 200, e em particular de 20 a 100.

4. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelas unidades oxialquilenas do grupo polioxialquileno de fórmula (V) serem selecionadas a partir de grupos de óxido de etileno e/ou grupos de óxido de propileno, os quais são arranjados randomicamente, alternadamente, gradualmente, e/ou em blocos dentro do grupo polioxialquileno.

5. USO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo grupo polioxialquileno de fórmula (V) ser uma mistura com diferentes valores para o, dentro da definição especificada.

6. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo copolímero compreender de 10 a 90% em mol da unidade estrutural catiônica e de 90 a 10% em mol da unidade estrutural macromonomérica, preferencialmente de 25 a 75% em mol da unidade estrutural catiônica e de 75 a 25% em mol da unidade estrutural macromonomérica, e em particular de 40 a 60% em mol da unidade estrutural catiônica, e de 60 a 40% em mol da unidade estrutural macromonomérica.

7. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo copolímero ter um peso molecular na faixa de 1.000 a 500.000, preferencialmente de 2.000 a 150.000 e em particular de 4.000 a 100.000 g/mol.

8. USO,de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por ser para dispersar suspensões aquosas de aglutinantes de geopolímero, selecionados a partir do grupo compreendendo aglutinantes hidráulicos, aglutinantes hidráulicos latentes, aglutinantes pozolânicos, e/ou aglutinantes de aluminossilicatos álcali-ativados, e também misturas dos mesmos.

9. USO, de acordo com a reivindicação 8 caracterizado poros aglutinantes hidráulicos serem selecionados a partir de cimentos, mais particularmente de cimentos Portland e cimentos de aluminato, e também misturas dos mesmos; os aglutinantes hidráulicos latentes serem selecionados a partir de escória industrial e/ou sintética, mais particularmente de escória de alto-forno, areia de escória, areia de escória moída, escória eletrotérmica de fósforo, escória de aço, e também misturas dos mesmos; e os aglutinantes pozolânicos serem selecionados a partir de sílica amorfa, preferencialmente sílica precipitada, sílica pirogênica e microssílica, vidro moído fino, cinzas volantes, preferencialmente cinzas volantes de lignito e cinzas volantes de carvão mineral, metacaulina, pozolanas naturais como tufo, trass e cinza vulcânica, zeólitas naturais e sintéticas, e também misturas dos mesmos.

10. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizado pelos aglutinantes álcali-ativados de aluminossilicato compreenderem aglutinantes latentes hidráulicos e/ou pozolânicos como definido acima e também ativadores alcalinos, tais como soluções aquosas de carbonatos de metal alcalino, fluoretos de metal alcalino, hidróxidos de metal alcalino, aluminatos de metal alcalino e/ou silicatos de metal alcalino, como vidro líquido solúvel.

11. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado por ser em conjunto com um ânion polivalente, em que o ânion polivalente é adicionado na forma de um sal do ânion polivalente com um cátion monovalente, divalente e/ou trivalente e/ou na forma de um ácido do ânion polivalente.

12. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo ânion polivalente ser selecionado a partir de um sulfato, um dissulfato, um fosfato, um difosfato, um trifosfato, um polifosfato e/ou um fosfonato.

13. COPOLÍMERO CATIÔNICO, caracterizado por compreender a) 3 a 97% em mol de uma unidade estrutural catiônica, de fórmula (III)

em que R3, R4 e R5 em cada ocorrência são os mesmos ou diferentes e cada um, independentemente, representa hidrogênio, uma porção de hidrocarboneto alifático tendo de 1 a 20 átomos de carbono, uma porção de hidrocarboneto cicloalifático tendo de 5 a 8 átomos de carbono, aril tendo de 6 a 14 átomos de carbono e/ou uma porção de polietilenoglicol (PEG); l em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 0 a 2, m em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa 0 ou 1, n em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 1 a 10, Y em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um grupo ausente, oxigênio, NH e/ou NR3, V em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa - (CH2)x, —, e/ou ~, em que x em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 0 a 6, e X em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um átomo de halogênio, um sulfato de alquila-C1-4, um sulfonato de alquila-C1-4, um sulfonato de (alq)arila-C6-14 e/ou um equivalente monovalente de um ânion polivalente, que é selecionado a partir de um sulfato, um dissulfato, um fosfato, um difosfato, um trifosfato e/ou um polifosfato; b) 97 a 3% em mol de uma unidade estrutural macromonomérica de fórmula (IV)

em que o em cada ocorrência é o mesmo ou diferente e representa um número inteiro de 1 a 300, e R1, R3, l, m, Y, V, e x têm os significados dados acima, desde que, em ambas as unidades estruturais (III) e (IV), Y representa um grupo ausente quando x é = 0, em que o copolímero tem um peso molecular na faixa de 1.000 a 500.000, preferivelmente 2.000 a 150.000 e em particular 4.000 a 100.000 g/mol.

14. PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE UM COPOLÍMERO CATIÔNICO, conforme definido na reivindicação 13, caracterizado por 3 a 97% em mol de um monômero catiônico (A)

em que R1 a R6, l, m, n, o, Y, V, x e X têm os significados dados acima.

15. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo monômero catiônico (A) ser selecionado a partir de N- vinilimidazol quaternizado, N-alilimidazol quaternizado, 4-vinilpiridina quaternizada, 1-[2-(acriloiloxi)etil]-1H-imidazol quaternizado, 1-[2- (metacriloiloxi)etil]-1H-imidazol, e misturas dos mesmos.