ES2616877T3 - Procedimiento para la preparación de productos fosfatados de policondensación y su uso - Google Patents

Procedimiento para la preparación de productos fosfatados de policondensación y su uso Download PDF

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Frank Dierschke
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Abstract

Procedimiento para la preparación de un producto fosfatado de policondensación, caracterizado porque como catalizador se usa por lo menos un ácido sulfónico.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la preparacion de productos fosfatados de policondensacion y su uso
La presente invencion se refiere a un procedimiento para la preparacion de un producto fosfatado de policondensacion asf como su uso como aditivo en una mezcla de material para construccion.
Se sabe que para el mejoramiento de su capacidad para ser procesadas, es decir capacidad para ser amasadas, capacidad para ser esparcidas, capacidad para ser inyectadas, capacidad para ser bombeadas o fluidez, a las pastas acuosas de sustancias organicas o inorganicas en polvo, como arcillas, silicato de polvo, tiza, hollm, roca en polvo y agentes aglutinantes hidraulicos, se anaden aditivos en forma de agentes dispersantes. Tales aditivos estan en capacidad de impedir la formacion de aglomerados de solidos, dispersar las partfculas ya presentes y las recientemente formadas por hidratacion y de este modo mejorar la capacidad para ser procesadas. Este efecto es aprovechado de manera focalizada en particular tambien en la preparacion de mezclas de materiales para la construccion, que contienen agentes aglutinantes hidraulicos como cemento, cal, yeso, semihidrato o anhidrita.
Para convertir estas mezclas de materiales para la construccion a base de los mencionados agentes aglutinantes en una forma procesable, lista para el uso, por regla general es esencialmente necesaria mas agua de amasado, que la requerida para los subsiguientes procedimientos de hidratacion o bien curado. La cantidad de espacios vados formados en el cuerpo del hormigon, por el exceso de agua que posteriormente se evapora, conduce a estabilidades y resistencias mecanicas significativamente deterioradas.
Para reducir esta cantidad excesiva de agua, para una consistencia de procesamiento preestablecida, y/o para mejorar la capacidad para ser procesada, con una relacion previamente establecida de agua/agente aglutinante, se anaden aditivos que son denominados en general como agentes de reduccion de agua o de fluidez. En la practica, como tales agentes se usan en particular productos de policondensacion y copolfmeros.
En el documento WO 2006/042709 se describen productos de policondensacion a base de un compuesto (A) aromatico o heteroaromatico con 5 a 10 atomos de Co bien heteroatomos con por lo menos un radical oxietileno u oxipropileno y un aldehfdo (C) elegido de entre el grupo de formaldetndo, acido glioxflico y benzaldetndo o mezclas de ellos los cuales, en comparacion con los productos de policondensacion usados corrientemente provocan un efecto mejorado de licuefaccion de suspensiones de agentes aglutinantes inorganicos y este efecto se mantiene por un largo periodo de tiempo (“preservacion de la decadencia”). En una forma particular de realizacion pueden ser productos fosfatados de policondensacion. Para la policondensacion se usan como catalizadores, acidos minerales.
Para obtener una mejor estabilidad al almacenamiento y mejores propiedades del producto, se tratan las soluciones de reaccion obtenidas segun el estado de la tecnica, con compuestos basicos, en particular hidroxido de sodio. Para ello ha probado ser desventajoso que los catalizadores usados surgen como sales en la reaccion con los compuestos basicos, las cuales son solo muy pobremente solubles en el producto de policondensacion. Esto puede conducir a una precipitacion indeseada de las correspondientes sales en el producto final. De ello resulta en la practica por regla general una dilucion de las soluciones obtenidas hasta concentraciones maximas de 30 % en peso de contenido de solidos. De modo alternativo, para la preparacion de soluciones concentradas de producto, pueden separarse mediante diferentes procedimientos de manera incomoda las sales formadas.
Con ello, la presente invencion baso el objetivo en suministrar un procedimiento economico para la preparacion de un producto fosfatado de policondensacion, que sea bien adecuado como agente de fluidez/agente de reduccion de agua para concreto, y sea de facil preparacion y a bajo costo. En particular, el procedimiento debena entregar un producto fosfatado neutralizado de policondensacion, que pueda exhibir sin purificacion adicional, elevado contenido de solidos, sin que con ello ocurra una precipitacion de las sales.
El objetivo fue logrado empleando como catalizador para la policondensacion por lo menos un acido sulfonico. En particular han probado ser particularmente adecuados los acidos alquilsulfonicos saturados e insaturados como acido metanosulfonico, acido octilsulfonico, acido dodecilsulfonico, acido vinilsulfonico y/o acido alilsulfonico asf como acidos sulfonicos aromaticos como acido para-toluenosulfonico, acido bencenosulfonico, y/o acido dodecilbencenosulfonico.
De modo sorprendente, se ha enfatizado que los acidos sulfonicos no son muy bien adecuados como catalizadores para la policondensacion, sino que las sales formadas en la neutralizacion poseen tambien una muy buena solubilidad en los productos fosfatados de policondensacion acuosos.
En una forma preferida de realizacion, el producto fosfatado de policondensacion de acuerdo con la invencion esta presente en solucion acuosa, que contiene 35 a 75 % en peso de agua y 25 a 65 % en peso de materia seca disuelta, preferido de modo particular 40 a 60 % en peso de agua y 40 a 60 % en peso de materia seca disuelta, en
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particular 45 a 55 % en peso de agua y 45 a 55 % en peso de materia seca disuelta. La materia seca consiste esencialmente en producto fosfatado de policondensacion anhidro, en el que tambien pueden estar presentes de modo ventajosos otros componentes como antiespumantes, formadores de poros con aire y otros agentes auxiliares.
En una forma preferida de realization, la mezcla de reaction contiene por lo menos
(I) un monomero que exhibe una cadena lateral de polieter y un compuesto aromatico o heteroaromatico,
(II) un monomero fosfatado que exhibe un compuesto aromatico o heteroaromatico y (IV) un monomero que exhibe un grupo aldehfdo.
La relation molar de los monomeros (I), (II) y (IV) usados puede variar en intervalos amplios. Ha probado ser conveniente que la relacion molar de los monomeros usados sea (IV) : [(I) + (II)] 1 : 0,5 a 2, en particular 1 : 0,9 a 2. La relacion molar de los monomeros (I) : (II) usados esta normalmente en 1 : 10 a 10 : 1, en particular 1 : 5 a 3 : 1.
En una forma particularmente preferida de realizacion, la mezcla de reaccion contiene por lo menos (I) un monomero que exhibe una cadena lateral de polieter y un compuesto aromatico o heteroaromatico,
(III) un monomero que exhibe un compuesto aromatico o heteroaromatico en el que durante la reaccion, (III) es fosfatado por lo menos parcialmente y forma el monomero (II) y/o la unidad estructural (II) en el producto de policondensacion y
(IV) un monomero que exhibe un grupo aldehfdo y un agente de introduction de grupo fosfato.
Con ello, los monomeros (I), (II) y (III) son identicos a las unidades estructurales (I), (II) y (III) formadas en el producto de policondensacion.
La relacion molar de los monomeros (I), (II), (III) y (IV) usados puede variar en intervalos amplios. Ha probado ser conveniente que la relacion molar de los monomeros (IV) : [(I) + (III)] usados sea 1 : 0,5 a 2, en particular 1 : 0,9 a 2.
La relacion molar de los monomeros (I) : (III) usados esta normalmente en 1 : 10 a 10 : 1, en particular 1 : 5 a 3 : 1.
En una forma preferida de realizacion se ajusta la relacion molar de las unidades estructurales (II) : (III) a 1 : 0,005 a 1 : 10, ademas 1 : 0,01 a 1 : 1 , en particular 1 : 0,01 a 1 : 0,2 y preferido de modo particular 1 : 0,01 a 1 : 0,1.
Los monomeros (I), (II), (III) y (IV) y las unidades estructurales (I), (II) y (III) en el producto de policondensacion se representan preferiblemente por las siguientes formulas generales
imagen1
con
A igual o diferente asf como representado por un compuesto aromatico o heteroaromatico sustituido o no sustituido con 5 a 10 atomos de C
con
B igual o diferente asf como representado por N, NH u O con
n = 2 en caso de que B = N y n = 1 en caso de que B = NH u O con
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R1 y R2 independientemente uno de otro iguales o diferentes as^ como representados por un radical alquilo Ci a C10 ramificado o no ramificado, radical cicloalquilo C5 a C8, radical arilo, radical heteroarilo o H
con
a igual o diferente as! como representado por un numero entero de 1 a 300 con X
igual o diferente as! como representado por un radical alquilo C1 a C10 ramificado o no ramificado, radical cicloalquilo C5 a C8, radical arilo, radical heteroarilo o H
imagen2
para (II) y (III) con
D igual o diferente as! como representado por un compuesto aromatico o heteroaromatico sustituido o no sustituido con 5 a 10 atomos de C
con
E igual o diferente as! como representado por N, NH u O con
m = 2 en caso de que E = N y m = 1 en caso de que E = NH u O con
R3 y R4 independientemente uno de otro iguales o diferentes as! como representados por un radical alquilo C1 a C10 ramificado o no ramificado, radical cicloalquilo C5 a C8, radical arilo, radical heteroarilo o H
con b
igual o diferente as! como representado por un numero entero de 0 a 300
(IV)
o
con
R5 igual o diferente y representado por H, CH3, COOH o un compuesto aromatico o heteroaromatico sustituido o no sustituido con 5 a 10 atomos de C.
con
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R6 igual o diferente y representado por H, CH3, COOH o un compuesto aromatico o heteroaromatico sustituido o no sustituido con 5 a 10 atomos de C.
Para esto R5 y R6 son representados en el monomero (IV) independientemente uno de otro preferiblemente por H, COOH y/o metilo.
Los grupos A y D de los monomeros (I), (II) y (III) y las unidades estructurales (I), (II) y (III) son representados mayormente por fenilo, 2-hidroxifenilo, 3-hidroxifenilo, 4-hidroxifenilo, 2-metoxifenilo, 3-metoxifenilo, 4-metoxifenilo, naftilo, 2-hidroxinaftilo, 4-hidroxinaftilo, 2-metoxinaftilo, 4-metoxinaftilo, preferiblemente fenilo, en el que A y D pueden ser elegidos independientemente uno de otro y tambien pueden consistir en cada caso en una mezcla de los compuestos mencionados. Los grupos B y E son representados independientemente uno de otro preferiblemente por O.
Los radicales R1, R2, R3 y R4 pueden ser elegidos independientemente uno de otro y son representados preferiblemente por H, metilo, etilo o fenilo, preferido de modo particular por H o metilo y en particular preferiblemente por H.
Preferiblemente a es representado en monomero (I) y unidad estructural (I) por un numero entero de 5 a 280, en particular 10 a 160 y preferido de modo particular 12 a 120 y b en monomeros (II) y (III) y unidades estructurales (II) y (III) por un numero entero de 0 a 10, preferiblemente 1 a 7 y preferido de modo particular 1 a 5. Los respectivos radicales, cuya longitud es definida por a o bien b, pueden con ello consistir en grupos de construccion unitarios, pero puede tambien ser conveniente que sea una mezcla de diferentes grupos de construccion. Ademas, en cada caso los radicales en los monomeros (I) o (II) y (III) y las unidades estructurales (I) o (II) y (III) pueden tener independientemente uno de otro la misma longitud de cadena, en la que a o bien b estan representados por un numero entero. Sin embargo, por regla general es conveniente que en cada caso sean mezclas con diferentes longitudes de cadena, de modo que los radicales de los monomeros o unidades estructurales en el producto de policondensacion para a e independientemente para b exhiban diferentes valores numericos.
Frecuentemente el producto fosfatado de policondensacion de acuerdo con la invencion exhibe un promedio ponderado de peso molecular de 4.000 g/mol a 150.000 g/mol, preferiblemente 10.000 a 100.000 g/mol y preferido de modo particular 20.000 a 75.000 g/mol.
En una forma particular de operacion, la presente invencion preve diferentes variantes de la conduccion de la reaccion. Una posibilidad consiste en que los monomeros (I), (II) y (IV) sean llevados a reaccion en presencia del acido sulfonico. Sin embargo, puede ser conveniente tambien ejecutar la introduccion de fosfato al monomero (III) para dar monomero (II) y la subsiguiente reaccion con los monomeros (I), (IV) y el acido sulfonico, en una mezcla de reaccion. Bajo esto, se entiende que el componente fosfatado formado en la solucion de reaccion no es purificado ni aislado. Con ello, no es necesario que el monomero (III) sea fosfatado completamente. Concretamente, puede ser ventajoso cuando el monomero (III) que no reacciono esta presente en el producto de policondensacion.
La introduccion de fosfato en el monomero (III) puede ser realizada antes, durante o despues de la policondensacion. Por ello debe mirarse como preferible realizar tanto la introduccion de fosfato como tambien la policondensacion, en un recipiente de reaccion.
Una variante consiste en que el monomero (III) reacciona primero con un agente de introduccion de fosfato y el monomero (II) asf obtenido es sometido a policondensacion con los monomeros (I), (IV), el acido sulfonico y dado el caso el monomero (III). El monomero (III) puede con esto provenir de una reaccion incompleta en la reaccion de introduccion de fosfato o ser anadido de manera focalizada a continuacion a la mezcla de reaccion en la reaccion de introduccion de fosfato.
Tambien es posible someter los monomeros (I), (III) y (IV) a una policondensacion en presencia del acido sulfonico y a continuacion hacer reaccionar el producto de policondensacion obtenido con un agente de introduccion de fosfato. En otra forma de realizacion, se llevan a reaccion simultaneamente los monomeros (I), (III), (IV), el acido sulfonico y el agente de introduccion de fosfato.
Como agentes de introduccion de fosfato han probado ser adecuados en particular acido polifosforico y/o pentoxido de fosforo.
La policondensacion y dado el caso la introduccion de fosfato son ejecutadas de manera ventajosa a una temperatura entre 20 y 140°C y una presion entre 1 y 10 bar. En particular ha probado ser conveniente un intervalo de temperatura entre 80 y 110°C. Dependiendo de la temperatura, la naturaleza qrnmica de los monomeros usados y el grado de entrecruzamiento pretendido, la duracion de la reaccion puede estar entre 0,1 y 24 horas. Cuando se ha alcanzado el grado deseado de entrecruzamiento, el que puede ser determinado por ejemplo tambien mediante
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la medicion de la viscosidad de la mezcla de reaccion, se enfna la mezcla de reaccion.
Segun una forma particular de la realizacion, una vez terminada la condensacion y dado el caso la reaccion de introduccion de fosfato, se somete la mezcla de reaccion a un tratamiento termico posterior a un pH entre 8 y 13 y una temperatura entre 60 y 130°C. Mediante el tratamiento termico posterior, que esta ventajosamente entre 5 minutos y 5 horas, es posible reducir claramente el contenido de aldetndo, en particular el contenido de formaldehudo en la solucion de reaccion.
En otra forma particular de realizacion, la presente invencion preve que para la reduccion del contenido de aldetndo, una vez terminada la reaccion de condensacion y de introduccion de fosfato, se somete la mezcla de reaccion a un tratamiento posterior al vado a presiones entre 10 y 900 mbar. Ademas, se pueden usar tambien otros procedimientos conocidos por los expertos, para la reduccion del contenido de formaldetndo. Un ejemplo es la adicion de pequenas cantidades de bisulfito de sodio, etilenurea y/o polietilenimina.
Los productos fosfatados de policondensacion obtenidos pueden ser usados directamente como agentes de fluidez. Para obtener una mejor estabilidad al almacenamiento y mejores propiedades de producto, es ventajoso tratar las soluciones de reaccion con compuestos basicos. Por ello, debe verse como preferible, una vez terminada la reaccion de condensacion y dado el caso de introduccion de grupo fosfato, hacer reaccionar la mezcla de reaccion con compuestos basicos de sodio, potasio, amonio o calcio. Para ello han probado ser particularmente convenientes hidroxido de sodio, hidroxido de potasio, hidroxido de amonio o hidroxido de calcio, en los que debe verse como preferible neutralizar la mezcla de reaccion. Como sales de los productos fosfatados de policondensacion entran en consideracion tambien las sales de metales alcalinos y alcalinoterreos asf como sales de aminas organicas. Una forma preferida de realizacion preve que despues de la terminacion de la reaccion de condensacion y dado el caso la introduccion de fosfato, la mezcla de reaccion reaccione con compuestos basicos de sodio y/o calcio.
Ademas, debe verse como preferible la preparacion de sales mixtas de los productos fosfatados de policondensacion. Estas pueden ser preparadas de manera conveniente mediante la reaccion de los productos de policondensacion con por lo menos dos compuestos basicos.
De este modo, mediante una eleccion focalizada de hidroxidos de metales alcalinos y/o alcalinoterreos, pueden prepararse mediante neutralizacion, sales de los productos de policondensacion de acuerdo con la invencion, con las cuales puede influirse en la duracion de la capacidad para ser procesadas de las suspensiones acuosas de agentes aglutinantes inorganicos y en particular de hormigon. Mientras en el caso de la sal de sodio, a lo largo del tiempo se observa una disminucion de la capacidad para ser procesadas, en el caso de la sal de calcio del polfmero identico tiene lugar una completa inversion de este comportamiento, en el que al comienzo ocurre una pequena reduccion de agua (menor descenso), la cual con el tiempo aumenta. Esto conduce a que con el tiempo las sales de sodio de los productos fosfatados de policondensacion conducen a una reduccion de la capacidad para ser procesadas, de las masas que contienen agente aglutinante, como por ejemplo hormigon o mortero, mientras con el tiempo las correspondientes sales de calcio conducen a una capacidad mejorada para ser trabajadas. Mediante una eleccion adecuada de las cantidades de sales de sodio y calcio de los productos fosfatados de policondensacion, puede con ello controlarse a lo largo del tiempo el desarrollo de la capacidad para ser procesadas de masas que tienen agente aglutinante. De modo conveniente se preparan los correspondientes productos fosfatados de policondensacion, los cuales consisten en sales de sodio y calcio, mediante reaccion con una mezcla de compuestos basicos de calcio y sodio, en particular hidroxido de calcio de hidroxido de sodio, en la que se prefiere de modo particular una neutralizacion de la mezcla de reaccion.
Finalmente, otro objetivo de la presente invencion son productos fosfatados de policondensacion, que se pueden preparar segun el procedimiento descrito anteriormente.
Ademas, la invencion se refiere tambien al uso del producto fosfatado de policondensacion de acuerdo con la invencion, como aditivo para suspensiones acuosas de agentes aglutinantes hidraulicos y/o hidraulicos.
Normalmente el agente aglutinante hidraulico esta presente como cemento, cal, yeso, semihidrato o anhidrita o como mezclas de estos componentes, preferiblemente como cemento. El agente aglutinante hidraulico latente esta presente normalmente como cenizas volantes, piedra de trass o escoria de alto horno.
Referido al peso del agente aglutinante inorganico, el producto fosfatado de policondensacion es usado en una cantidad de 0,01 a 10 % en peso, en particular 0,05 a 5 % en peso.
En la preparacion de productos fosfatados de policondensacion segun el estado de la tecnica, debido al uso de acidos minerales fuertes, en particular acido clorhndrico y acido sulfurico, tienen que usarse reactores de acero esmaltado o en particular aleaciones especiales costosas y resistentes a la corrosion. En el uso de acuerdo con la invencion de acidos sulfonicos, se considera por ello particularmente ventajoso que la reaccion pueda ser
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ejecutada en reactores estandar de acero inoxidable. El procedimiento de acuerdo con la invencion para la preparacion de los productos fosfatados de policondensacion es ademas muy economico, en el que no se requiere otra purificacion de etapas intermedias. En particular en el procedimiento de acuerdo con la invencion no surgen residuos que tienen que ser depurados. Con ello, el procedimiento reivindicado representa tambien desde el punto de vista ambiental otro progreso del estado de la tecnica. Despues del tratamiento con compuestos basicos, la mezcla de reaccion obtenida puede ser agregada directamente a la aplicacion como aditivo para mezclas de materiales para construccion. Con ello, es particularmente ventajoso que despues del tratamiento con compuestos basicos no ocurre precipitacion de sales, cuando el contenido de solidos de la solucion de producto a 20°C esta por encima de 30%. La mezcla de reaccion obtenida de acuerdo con la invencion, la cual en una forma preferida de realizacion puede contener una fraccion de solidos de 65%, posee como otras ventajas una miscibilidad mejorada con otros aditivos organicos, en particular antiespumantes y formadores de poros con aire. Ademas, las soluciones altamente concentradas conducen a una reduccion en los costos por transporte y almacenamiento. El reto que es la base de la invencion es con ello logrado en toda extension.
En virtud de los ejemplos de ejecucion, la presente invencion debena ser descrita a continuacion en detalle. Ejemplos
Ejemplo 1 (ejemplo de comparacion)

Se llena un reactor equipado con agitador, que puede ser calentado, con 445 partes de poli-(oxido de
etileno)monofenileter (peso molecular promedio 5.000 g/mol), 34,9 partes de acido sulfurico concentrado, 23,2 partes de agua, 57,7 partes de ester de acido fosforico de oligoetilenglicolmonofenileter (peso molecular promedio 324 g/mol) y 26,7 partes de solucion de formaldetndo al 30%. Se calienta la mezcla de reaccion bajo agitacion por

6 horas a 105 °C. Despues de ello se deja enfriar y se neutraliza con soda caustica al 50 % a pH 6,5 - 7.
El policondensado asf obtenido exhibe segun GPC un peso molecular promedio de Mw = 28.500 g/mol para una polidispersidad de aproximadamente 1,8.
Ejemplo 2

Se llena un reactor equipado con agitador, que puede ser calentado, con 600 partes de poli-(oxido de
etileno)monofenileter (peso molecular promedio 5.000 g/mol), 47,2 partes de acido metanosulfonico concentrado, 12 partes de agua, 110 partes de ester de acido fosforico de oligoetilenglicolmonofenileter (peso molecular promedio 368 g/mol) y 14,7 partes de paraformaldetudo. Se calienta la mezcla de reaccion bajo agitacion por 3 horas a 115 °C. Despues de ello se deja enfriar y se neutraliza con soda caustica al 50 % a pH 6,5 - 7.
El policondensado asf obtenido exhibe segun GPC un peso molecular promedio de Mw = 33.500 g/mol para una polidispersidad de aproximadamente 2,0.
Verificacion de la estabilidad de fases de los productos de policondensacion bajo dos condiciones diferentes de almacenamiento:
Para esto, debe investigarse si los policondensados de acuerdo con la invencion, a elevados contenidos de solidos pueden ser almacenados de manera duradera, sin conducir a indeseadas apariciones de separaciones de fases (precipitaciones de sales).
Los policondensados descritos en los Ejemplos 1 y 2 son para ello divididos en cada caso en 4 cantidades parciales. Estas cantidades parciales son entonces completadas con diferentes cantidades de agua, de modo que en cada caso se obtienen cuatro muestras con diferentes contenidos de solidos (vease la Tabla 1):
Tablal
Contenido de solidos en % en peso
Ejemplo 1
29,8 36,1 47,8 60,1
Ejemplo 2
30,4 34,9 48,3 58,5
Cada una en las 8 cantidades parciales citadas en la Tabla 1 es dividida en dos cantidades parciales de igual tamano que son almacenadas bajo dos condiciones diferentes: una serie A de 8 cantidades parciales es almacenada a temperatura ambiente, mientras la otra serie B es almacenada en una cadencia de 24 horas intercambiando en la camara de refrigeracion a 4 °C y a temperatura ambiente. Mediante estas fuertes
5
10
15
20
25
oscilaciones de temperatura se aceleran en general claramente las separaciones de fase. Ambas series son observadas sobre un periodo de tiempo de 6 semanas. En las Tablas 2 y 3 se resumen los resultados.
Las verificaciones muestran claramente que los policondensados segun el Ejemplo 1 (ejemplo de comparacion) solo pueden ser almacenados con estabilidad duradera de fases para contenido de solidos por debajo de 30 % en peso, mientras los policondensados de acuerdo con la invencion segun el Ejemplo 2 pueden ser almacenados con estabilidad duradera de fases con contenidos de solidos claramente superiores a casi 50 % en peso.
Tabla 2
Serie A (Temperatura ambiente)
Contenido de solidos en % en peso
Ejemplo 1
29,8 36,1 47,8 60,1
Estabilidad de fases
Solucion clara, estable mas de 6 semanas Solucion clara, precipitacion de sales desde 16° dfa Solucion turbia, precipitacion de sales desde 1er dfa Solucion turbia, precipitacion de sales desde 1er dfa
Ejemplo 2
30,4 34,9 48,3 58,5
Estabilidad de fases
Solucion clara, Estable mas de 6 semanas Solucion clara, estable mas de 6 semanas Solucion clara, estable mas de 6 semanas Solucion turbia precipitacion de sales desde 9° dfa
Tabla 3
Serie B (Alternando 4°C, aproximadamente 21 °C)
Contenido de solidos en % en peso
Ejemplo 1
29,8 36,1 47,8 60,1
Estabilidad de fases
Solucion clara, estable mas de 6 semanas Solucion clara, precipitacion de sales desde 3er dfa Solucion turbia, precipitacion de sales desde 1er dfa Solucion turbia, precipitacion de sales desde 1er dfa
Ejemplo 2
30,4 34,9 48,3 58,5
Estabilidad de fases
Solucion clara, estable mas de 6 semanas Solucion clara, estable mas de 6 semanas Solucion clara, estable mas de 6 semanas Solucion turbia precipitacion de sales desde 3er dfa
Ejemplo 3
Se llena un reactor equipado con agitador, que puede ser calentado con 800 partes de poli-(oxido de
etileno)monofenileter (peso molecular promedio 5.000 g/mol), 65,8 partes de acido metanosulfonico al 70%, 147 partes de ester de acido fosforico de oligoetilenglicolmonofenileter (peso molecular promedio 368 g/mol) y 18,6 partes de paraformaldehndo. Se calienta la mezcla de reaccion bajo agitacion por 5 horas a 115 °C. Despues de ello se deja enfriar y se neutraliza con soda caustica al 50 % a pH 6,5 - 7. Finalmente se diluye mediante adicion de agua a un contenido de solidos de 46-48%.
El policondensado asf obtenido exhibe segun GPC un peso molecular promedio de Mw = 33.200 g/mol para una polidispersidad de aproximadamente 1,9.
Ejemplo 4
Se llena un reactor equipado con agitador, que puede ser calentado con 600 partes de poli-(oxido de
etileno)monofenileter (peso molecular promedio 5.000 g/mol), 105,4 partes de acido paratoluenosulfonico al 65%, 110 partes de ester de acido fosforico de oligoetilenglicolmonofenileter (peso molecular promedio 368 g/mol) y 14 partes de paraformaldehndo. Se calienta la mezcla de reaccion bajo agitacion por 5 horas a 110 °C. Despues de ello se deja enfriar y se neutraliza con soda caustica al 50 % a pH 6,5 - 7. Finalmente se diluye mediante adicion
5
10
15
20
25
de agua a un contenido de solidos de 46-48%.
El policondensado as^ obtenido exhibe segun GPC un peso molecular promedio de Mw = 19.370 g/mol para una polidispersidad de aproximadamente 2,1.
Ejemplo 5
Se llena un reactor equipado con agitador, que puede ser calentado con 600 partes de poli-(oxido de etileno)monofenileter (peso molecular promedio 5.000 g/mol), 82,7 partes de acido paratoluenosulfonico, 110 partes de ester de acido fosforico de oligoetilenglicolmonofenileter (peso molecular promedio 368 g/mol) y 14 partes de paraformaldehudo. Se calienta la mezcla de reaccion bajo agitacion por 5 horas a 115 °C. Despues de ello se deja enfriar y se neutraliza con soda caustica al 50 % a pH 6,5 - 7. Finalmente se diluye mediante adicion de agua a un contenido de solidos de 46-48%. El policondensado asf obtenido exhibe segun GPC un peso molecular promedio de Mw = 24.560 g/mol para una polidispersidad de aproximadamente 2,0.
Prueba de aplicacion: reduccion de la necesidad de agua de un mortero, reteniendo la consistencia.
Procedimiento de mezcla de la mezcla de mortero:
Se homogeneizan 600 g de cemento en polvo y se anaden a un mezclador RILEM. Entonces se anade la cantidad de agua necesaria correspondiente a un valor W/Z y se mezcla por 30 s a 140 rpm (paso I). La adicion de la mezcla de arena ocurre a continuacion con el mezclador en operacion, con ayuda de un embudo y se mezcla por 30 s a 140 rpm (paso I). Despues de una pausa de mezcla de 1,5 min se limpian las ruedas del mezclador y se anade una cantidad correspondiente de agente de fluidez. Se mezcla por otros 60 s a 285 rpm (paso II) y a continuacion se determina la medida de flujo (medida de extension) golpeando 10 veces sobre una mesa de golpear con cono de Hagermann (DIN EN 1015-3).
Para ello, la dosificacion del agente de fluidez es mantenida constante y se ajusta la relacion agua-cemento de modo que se obtiene una medida de extension de aproximadamente 24,5 cm. Para el uso se tiene un mortero a base de Karlstadt CEM I 42,5 R y una relacion arena-cemento de 2,2. La arena consiste en una mezcla de 70% de arena estandar y 30% de arena de cuarzo.
En la siguiente Tabla se representan los resultados de las pruebas de aplicacion, de los productos obtenidos segun los ejemplos 1 a 4:
Ejemplo
Dosificacion [% de solidos referidos al cemento] W/Z Medida de extension [cm]
Valor cero
- 0,570 24,7
1
0,2 0,425 25
2
0,2 0,415 24,8
3
0,2 0,428 24,3
4
0,2 0,435 24,0
5
0,2 0,425 24,4

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la preparation de un producto fosfatado de policondensacion, caracterizado porque como catalizador se usa por lo menos un acido sulfonico.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el acido sulfonico es un acido alquilsulfonico saturado y/o insaturado y/o un acido sulfonico aromatico.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el producto de reaction esta presente en solution acuosa, que contiene del 35 al 75 % en peso agua y del 25 al 65 % en peso de materia seca disuelta.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la mezcla de reaccion contiene por lo menos
    (I) un monomero que exhibe una cadena lateral de polieter y un compuesto aromatico o heteroaromatico,
    (II) un monomero fosfatado que exhibe un compuesto aromatico o heteroaromatico y (IV) un monomero que exhibe un grupo aldehfdo.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado porque la relation molar de los monomeros usados (IV) : [(I) + (II)] es 1 : 0,5 a 2.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque la relacion molar de los monomeros usados (I) : (II) es 1 : 10 a 10 : 1.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la mezcla de reaccion contiene por lo menos
    (I) un monomero que exhibe una cadena lateral de polieter y un compuesto aromatico o heteroaromatico,
    (III) un monomero que exhibe un compuesto aromatico o heteroaromatico en el que (III) durante la reaccion es fosfatado por lo menos parcialmente y forma el monomero (II) y/o la unidad estructural (II) en el producto de policondensacion y
    (IV) un monomero que exhibe un grupo aldehfdo y un agente de introduction de grupo fosfato.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado porque la relacion molar de los compuestos usados (IV) : [(I) + (III)] es 1 : 0,5 a 2.
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque la relacion molar de los compuestos usados (I) : (III) es 1 : 10 a 10 : 1.
  10. 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la relacion molar de las unidades estructurales (II) : (III) es 1 : 0,005 a 1 : 10.
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque los monomeros (I), (II), (III) y (IV) y las unidades estructurales (I), (II) y (III) en el producto de policondensacion estan representadas por las siguientes formulas generales
    imagen1
    con
    A igual o diferente asf como representado por un compuesto aromatico o heteroaromatico sustituido o no sustituido con 5 a 10 atomos de C
    con
    B igual o diferente asf como representado por N, NH u O
    5
    10
    15
    20
    25
    con
    n = 2 en caso de que B = N y n = 1 en caso de que B = NH u O con
    R1 y R2 independientemente uno de otro iguales o diferentes asi como representados por un radical alquilo Ci a Cio, un radical cicloalquilo C5 a C8, un radical arilo, un radical heteroarilo ramificados o no ramificados o H
    con
    a igual o diferente asi como representado por un numero entero de 1 a 300 con X
    igual o diferente asi como representado por un radical alquilo C1 a C10, un radical cicloalquilo C5 a C8, un radical arilo, un radical heteroarilo ramificados o no ramificados o H
    imagen2
    para (II) y (III) con
    D igual o diferente asi como representado por un compuesto aromatico o heteroaromatico sustituido o no sustituido con 5 a 10 atomos de C
    con
    E igual o diferente asi como representado por N, NH u O con
    m = 2 en caso de que E = N y m = 1 en caso de que E = NH u O con
    R3 y R4 independientemente uno de otro iguales o diferentes asi como representados por un radical alquilo C1 a C10, un radical cicloalquilo C5 a C8, un radical arilo, un radical heteroarilo ramificados o no ramificados o H
    con b
    igual o diferente asi como representado por un numero entero de 0 a 300
    imagen3
    con
    R5 igual o diferente y representado por H, CH3, COOH o un compuesto aromatico o heteroaromatico sustituido o no sustituido con 5 a 10 atomos de C.
    con
    5 R6 igual o diferente y representado por H, CH3, COOH o un compuesto aromatico o heteroaromatico sustituido o
    no sustituido con 5 a 10 atomos de C.
  12. 12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la policondensacion y dado el caso la introduccion de fosfato se realizan a una temperatura entre 20 y 140°C y una presion entre 1 y 10 bares.
    10 13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque una vez terminada la
    reaccion de condensacion y dado el caso la reaccion de introduccion de fosfato, la mezcla de reaccion reacciona con compuestos basicos de sodio y/o calcio.
  13. 14. Producto fosfatado de policondensacion que se puede preparar segun un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13.
    15 15. Uso de un producto fosfatado de policondensacion de acuerdo con la reivindicacion 14, como aditivo para
    suspensiones acuosas de agentes aglutinantes hidraulicos y/o hidraulicos latentes.
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