ES2928027T3 - Composiciones de dos componentes de polímero en emulsión para membranas impermeabilizantes cementosas flexibles de curado rápido - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona composiciones de dos componentes para fabricar una membrana impermeabilizante que comprende como componente A) uno o más productos de copolimerización en emulsión acuosa acrílica (copolímero) de (i) de 60 a 89,9% en peso de uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos , preferiblemente, acrilato de butilo, acrilato de metilo o (met) acrilato de etilhexilo, (ii) de 10 a 40 % en peso de uno o más monómeros vinilaromáticos, (iii) de 0,1 a 2,0 % en peso de uno o más acrílicos con funcionalidad amida monómero, y mezclas de los mismos con ácido itacónico o ácido metacrílico, donde el copolímero en emulsión tiene al menos un residuo de un agente reductor de ácido ascórbico y de hidroperóxido de t-butilo y tiene menos de 40 ppm o, preferiblemente, menos de 20 ppm, o más preferiblemente, menos de 10 ppm de (met)acrilamida residual. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones de dos componentes de polímero en emulsión para membranas impermeabilizantes cementosas flexibles de curado rápido

La presente invención se refiere a composiciones de dos componentes para usar en la fabricación de membranas impermeabilizantes cementosas que comprenden como componente A) uno o más copolímeros en emulsión acuosa acrílica que comprenden los residuos de cada uno de un agente reductor y de peróxido de hidrógeno de t-butilo (hidroperóxido de t-butilo) y que tiene un contenido de (met)acrilamida residual de menos de 40 ppm, preferiblemente menos de 20 ppm y, como componente separado B) una composición de polvo de mezcla seca de curado rápido de un cemento hidráulico y un cemento con alto contenido de alúmina. Más particularmente, se refiere a composiciones de dos componentes en las que A) el copolímero en emulsión acuosa es el producto de copolimerización de (i) del 60 al 89,9% en peso de uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos, (ii) del 10 al 40% en peso de uno o más monómeros vinilaromáticos, (iii) del 0,1 al 2,0% en peso de uno o más monómeros elegidos entre amidas de un ácido carboxílico C3 a C6 a,p-insaturado y mezclas de los mismos con ácido itacónico o ácido metacrílico, basándose todos los % en peso de monómeros en el total de sólidos de monómero, en donde el copolímero en emulsión acuosa tiene al menos un residuo de un agente reductor de ácido ascórbico y la relación en moles de t- hidroperóxido de butilo con respecto a agente reductor de ácido ascórbico en el copolímero en emulsión acuosa varía de más de 1,0:1 a 3,0:1, o preferiblemente, de más de 1,0:1 a 2,5:1.

Las membranas impermeabilizantes se utilizan como capa de soporte y sellador debajo de las baldosas en baños, terrazas, piscinas y depósitos de agua. En las composiciones de membranas impermeabilizantes cementosas ordinarias de cemento Portland (OPC) o de dos componentes estándar, se deben aplicar 2 capas de mortero para lograr el espesor suficiente y la calidad de impermeabilización. Cuando se utiliza OPC en una mezcla seca, el tiempo para aplicar la segunda capa es después de al menos 24 horas.

Se pueden lograr membranas impermeabilizantes de curado más rápido usando morteros que comprendan cemento de alúmina de calcio (CAC) de fraguado rápido. Sin embargo, existen múltiples desafíos cuando se utilizan polímeros en emulsión en composiciones de cemento de fraguado rápido. Como el mortero húmedo se espesa muy rápido, la aplicabilidad y la trabajabilidad se vuelven muy difíciles; la vida útil es inaceptablemente corta y la membrana impermeabilizante resultante es demasiado rígida y, por lo tanto, carece de flexibilidad y, a menudo, se agrieta, por lo que no es impermeable. Además, en las composiciones de membranas impermeabilizantes de fraguado rápido, el polímero en emulsión no proporciona suficiente flexibilidad para producir suficiente unión de fisuras en condiciones secas/húmedas. Aún más, los polímeros en emulsión conocidos por su uso en la fabricación de membranas impermeabilizantes tienen un alto contenido residual de (met)acrilamida, lo que da lugar a problemas de seguridad y manejo. Una forma muy costosa de resolver el problema de la rigidez de la membrana impermeabilizante resultante sería reducir la temperatura de transición vítrea (Tg) del polímero en emulsión, haciéndolo más blando y flexible, y aumentar significativamente la relación polímero/cemento. Esto también aumentaría el contenido de (met)acrilamida residual en el mortero y en la membrana impermeabilizante resultante.

Una membrana impermeabilizante de secado rápido eficaz permitiría al aplicador aplicar una primera y una segunda capa de membrana impermeabilizante y luego una capa de baldosas sobre la membrana impermeabilizante resultante en el mismo día de trabajo.

Además, sigue existiendo la necesidad de membranas impermeabilizantes que puedan usarse en aplicaciones de construcción y aplicaciones para manejar agua potable o aplicaciones seguras para alimentos.

El documento US 6.423.805, de Bacho et al., describe composiciones de polímeros en emulsión acuosa acrílica o vinílica que comprenden el producto polimerizado de una mezcla de monómeros de uno o más monómeros vinílicos o acrílicos con de 1 a 3% en peso, basado en el total de sólidos en la mezcla de monómeros, de al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en amidas de un ácido carboxílico C3 a C6 a, p-insaturado y N-vinil lactamas y al menos 1% en peso de al menos un (met)acrilato de hidroxialquilo. Las composiciones permiten mejorar el tiempo abierto en una variedad de composiciones cementosas estándar, tales como lechadas e incluso membranas impermeabilizantes. Las composiciones comprenden OPC o cemento Portland común y permiten el desarrollo de resistencia después de 24 horas. Sin embargo, nada en el documento de Bacho et al., aborda la necesidad de composiciones cementosas de curado rápido que no se agrieten cuando se curan para formar una membrana impermeabilizante.

El documento JP200910261 describe una emulsión para mezclar con cemento. La emulsión contiene un dispersoide que es una resina sintética que tiene un tamaño de partícula promedio de 100 a 500 nm con un coeficiente de variación de <40%.

El documento EP1048676 describe la incorporación de un aglutinante en un cemento, siendo el aglutinante una composición polimérica que comprende un copolímero formador de película formado por polimerización de una mezcla de monómeros que comprende del 1 al 3% de al menos un monómero seleccionado del grupo de monómeros que consisten en amidas de ácidos carboxílicos C3 a C6 a,p-insaturados y N-vinil lactamas, y al menos un monómero de (met)acrilato de hidroxi-(Ci a Ca)alquilo, en donde la cantidad total de estos monómeros es de 2 a 7,5% en peso de dicha mezcla de monómeros.

Los autores de la presente invención han buscado resolver el problema de proporcionar una composición para fabricar una membrana impermeabilizante de secado rápido que tenga un contenido de (met)acrilamida residual por debajo de 40 ppm, mientras permite una vida útil aceptable del mortero y una flexibilidad mejorada en la membrana impermeabilizante curada final.

Sumario de la invención

1. De acuerdo con la presente invención, las composiciones de dos componentes comprenden como un componente A) uno o más copolímeros en emulsión acuosa que tienen un contenido residual de (met)acrilamida de menos de 40 ppm, preferiblemente menos de 20 ppm, y, como componente separado B) una composición de polvo de mezcla seca de curado rápido de un cemento hidráulico y un cemento con alto contenido de alúmina, en la que al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa en el componente A) es el producto de copolimerización de (i) de 60 a 89,9% en peso o, preferentemente, de 62 a 89,9 % en peso de uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos, (ii) de 10 a 40 % en peso o, preferentemente, de 12 a 30 % en peso, de uno o más monómeros vinil aromáticos, (iii) de 0,1 a 3% en peso o, preferiblemente, de 0,75 a 2,5% en peso, de uno o más monómeros elegidos entre amidas de ácidos carboxílicos C3 a C6 a,p-insaturados, y mezclas de los mismos con ácido itacónico o ácido metacrílico, preferiblemente, (met)acrilamida o mezclas que contienen (met)acrilamida, basándose todos los % en peso de monómeros en el total de sólidos de monómero usados para preparar el copolímero en emulsión acuosa, en donde después de la copolimerización, se introducen hidroperóxido de t-butilo y un agente reductor de ácido ascórbico en el copolímero en emulsión acuosa y el copolímero en emulsión acuosa tiene un residuo de un agente reductor de ácido ascórbico y un residuo de hidroperóxido de t-butilo, en donde, la relación en moles de hidroperóxido de t-butilo con respecto a agente reductor de ácido ascórbico que se introducen en el copolímero en emulsión acuosa varía de más de 1,0:1 a 3,0:1, o, preferiblemente, de 1,5:1 a 2,5:1, o, más preferiblemente, de 1,75: 1 a 2,25:1.

2. De acuerdo con el punto 1 anterior de la presente invención, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) tiene un contenido insoluble en tetrahidrofurano de 45 a 90% en peso, o, preferiblemente, de 55 a 80 % en peso, basado en el peso total de sólidos del copolímero en emulsión acuosa.

3. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1 o 2 anteriores de la presente invención, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) comprende el producto de copolimerización de (i) uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos elegidos entre acrilato de butilo, acrilato de etilo acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilatos grasos C12 a C18 y mezclas de los mismos, preferentemente, el (i) uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos se seleccionan entre acrilato de butilo, acrilato de etilo, acrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de laurilo, metacrilato de estearilo, acrilato de estearilo, acrilato de laurilo, y mezclas de los mismos.

4. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1, 2 o 3 anteriores de la presente invención, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) comprende el producto de copolimerización de (i) uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos elegidos entre 0,1 y 10 % en peso, basado en el total de sólidos de monómero utilizados para preparar el copolímero en emulsión acuosa, acrilato de isobornilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de butilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de isobornilo, acrilonitrilo y metacrilonitrilo.

5. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1, 2, 3 o 4 anteriores de la presente invención, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) es el producto de copolimerización de uno o más monómeros (i), (ii), (iii) y, además, (iv) uno o más (met)acrilatos de hidroxialquilo, preferiblemente metacrilato de hidroxietilo.

6. De acuerdo con el punto 5 anterior de la presente invención, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) comprende el producto de copolimerización de 0,1 a 1,5% en peso, o, preferiblemente, de 0,25 a 1% en peso de (iv) uno o más (met)acrilatos de hidroxialquilo, basnadose todos los % en peso de monómeros en el total de sólidos de monómero.

7. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1, 2, 3, 4, 5 o 6 anteriores de la presente invención, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) comprende el producto de copolimerización de (ii) uno o más monómeros vinilaromáticos elegidos entre estireno, estireno sustituido con alquilo, viniltolueno y mezclas de los mismos, preferiblemente estireno, viniltolueno, alfa-metilestireno y mezclas de los mismos.

8. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1, 2, 3, 4, 5, 6 o 7 de la presente invención, en donde el residuo del agente reductor de ácido ascórbico en al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) está presente en cantidades de 0,1 a 1,0 % en peso, basado en los sólidos monoméricos totales usados para preparar el copolímero en emulsión acuosa, o hasta 0,75 % en peso o, preferiblemente, de 0,25 a 0,5 % en peso.

9. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1,2, 3, 4, 5, 6 o 7 de la presente invención, en donde el hidroperóxido de t-butilo en al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) está presente en cantidades de 0,2 a 2,5 % en peso, basado en los sólidos monoméricos totales usados para preparar el copolímero en emulsión acuosa, o, preferiblemente, de 0,3 a 1,9 % en peso, o, preferiblemente, hasta 1,0 % en peso.

10. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9 de la presente invención, el componente B) de la composición de polvo de mezcla seca de curado rápido comprende de 1 a 35% en peso o, preferiblemente, de 1 a 15% en peso, o más preferiblemente de 8 a 15% en peso de cemento con alto contenido de alúmina, basado en sólidos totales en el componente B).

11. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 de la presente invención, el componente B) de la composición en polvo de mezcla seca de curado rápido comprende de 0 a 15% en peso, o, preferiblemente, de 0,3 a 10 en peso o, más preferiblemente, 1,0 en peso o más de sulfato de calcio, basado en el total de sólidos en el componente B).

12. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1 a 11 anteriores, de la presente invención, en donde la composición de dos componentes comprende de 10 a 60% en peso o, preferiblemente, de 20 a 50% en peso, o, más preferiblemente, de 25 a 40% en peso como sólidos del uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A), basado en el contenido total de sólidos de la composición.

13. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1 a 12 de la presente invención, el componente B) de la composición de polvo de mezcla seca de curado rápido comprende de 15 a 65% en peso o, preferiblemente, de 18 a 50% en peso de cemento hidráulico, tal como cemento Portland.

14. De acuerdo con uno cualquiera de los puntos 1 a 13 de la presente invención, el componente B) de la composición de polvo de mezcla seca de curado rápido comprende de 30 a 85% en peso, o, preferiblemente, de 50 a 70% en peso de uno o más de relleno no cementoso, tal como arena, talco, arcilla o sílice, basado en los sólidos totales en el componente B).

En otro aspecto de la presente invención, los métodos para preparar un copolímero en emulsión acuosa del componente A) que tiene un contenido de (met)acrilamida residual de menos de 40 ppm, preferiblemente, menos de 20 ppm comprenden polimerización por adición, preferiblemente, polimerización por adición gradual, un medio de reacción de una mezcla de monómeros de (i) de 60 a 89,9% en peso o, preferiblemente, de 57 a 89,9% en peso de uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos, (ii) de 10 a 40% en peso o , preferiblemente, de 12 a 30% en peso, de uno o más monómeros vinilaromáticos, (iii) de 0,1 a 3% en peso o, preferiblemente, de 0,75 a 2,5% en peso, de uno o más monómeros elegidos entre amidas de ácidos carboxílicos C3 a C6 a,p-insaturados, y (met)acrilamida o mezclas que contienen (met)acrilamida, basándose todos los % en peso de monómeros en el total de sólidos de monómero utilizados para preparar la emulsión de monómero, en presencia de un iniciador o un par redox, por lo que se crea una exotermia y se eleva durante un período de tiempo la temperatura del medio de reacción para formar una composición de copolímero en emulsión acuosa, después de que la temperatura del medio de reacción deje de aumentar, se introduce en la composición de copolímero en emulsión acuosa hidroperóxido de t-butilo y un agente reductor, y luego se alimenta a la composición un agente reductor de ácido ascórbico, en donde la cantidad del agente reductor de ácido ascórbico varía de 0,1 a 1,0, o, preferiblemente, de 0,1 a 0,75% en peso, basado en los sólidos monoméricos totales usados para preparar el copolímero en emulsión acuosa o, preferiblemente, de 0,25 a 0,5 % en peso y la cantidad de hidroperóxido de t-butilo varía de 0,2 a 2,5 % en peso, basado en los sólidos monoméricos totales usados para preparar el copolímero en emulsión acuosa o, preferiblemente, de 0,3 a 1,9% en peso.

Preferiblemente, después de que la temperatura del medio de reacción deje de aumentar, los métodos anteriores para preparar el componente de copolímero en emulsión acuosa A) de la presente invención comprenden introducir en la composición de copolímero en emulsión acuosa una cantidad de 0,01 a 0,3% en peso de un hidroperóxido de t-butilo acuoso y de 0,01 a 0,3% en peso de un agente reductor, basándose cada % en peso en los sólidos totales del copolímero en emulsión acuosa, y luego, después de un período de tiempo de 1 a 60 minutos, preferiblemente, después de un período de 10 a 30 minutos, alimentar por separado durante un período de 10 a 120 minutos, o, preferiblemente, de 45 a 75 minutos a la composición de copolímero en emulsión acuosa soluciones acuosas de hidroperóxido de t-butilo y un agente reductor de ácido ascórbico en cantidades de 0,29 a 2,2% en peso o, preferiblemente, de 0,49 a 0,99% en peso de peróxido de hidrógeno de t-butilo y de 0,2 a 0,5% en peso, o, preferiblemente, de 0,25 a 0,5% en peso, del agente reductor de ácido ascórbico, basándose cada % en peso en los sólidos totales de copolímero en emulsión acuosa.

Preferiblemente, después de que la temperatura del medio de reacción deje de aumentar y antes de agregar cualquier hidroperóxido de t-butilo o agente reductor, los métodos anteriores para preparar el componente A) del copolímero en emulsión acuosa de la presente invención comprenden mantener la composición del copolímero en emulsión acuosa a una temperatura constante durante un período de 0,2 a 60 minutos, o, más preferiblemente, de 5 a 35 minutos después de que la temperatura del medio de reacción deja de aumentar.

En los métodos para preparar el componente A) de copolímero en emulsión acuosa de la presente invención, al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa tiene un contenido insoluble en tetrahidrofurano de 45 a 90% en peso o, preferiblemente, de 55 a 80% en peso, basado en el peso total de sólidos de copolímero en emulsión acuosa.

Preferiblemente, en los métodos para preparar el componente A) del copolímero en emulsión acuosa de la presente invención, en la mezcla de monómeros (i) uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos se eligen entre acrilato de butilo, acrilato de etilo, acrilato de 2-etilhexilo y (met)acrilatos grasos C12 a C18, preferiblemente, el (i) uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos se eligen entre acrilato de butilo, acrilato de etilo, acrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de laurilo, metacrilato de estearilo, acrilato de estearilo, acrilato de laurilo y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, en los métodos para preparar el componente de copolímero en emulsión acuosa A) de la presente invención, en la mezcla de monómeros, el monómero (iii) incluye una o más amidas de ácidos carboxílicos a,pinsaturados, preferiblemente, (met)acrilamida, y, además, la mezcla de monómeros incluye (iv) uno o más (met)acrilatos de hidroxialquilo, preferiblemente, metacrilato de hidroxietilo.

Preferiblemente, en los métodos para preparar el componente de copolímero en emulsión acuosa A) de la presente invención, la cantidad de (iv) uno o más (met)acrilato de hidroxialquilo es de 0,1 a 1,5% en peso o, preferiblemente, de 0,25 a 1% en peso, basado en el total de sólidos de monómero.

En otro aspecto más de la presente invención, los métodos para formar una membrana impermeabilizante comprenden combinar los componentes A) y B) de acuerdo con cualquiera de los puntos 1 a 14 anteriores de la presente invención, para preparar un mortero húmedo, aplicar el mortero húmedo a un sustrato y dejar secar el mortero.

A menos que se indique lo contrario, todas las unidades de temperatura y presión son temperatura ambiente y presión estándar (STP). Todos los intervalos citados son inclusivos y combinables.

Todas las expresiones que comprenden paréntesis denotan uno o ambos del asunto entre paréntesis incluido y su ausencia. Por ejemplo, la expresión "(met)acrilato" incluye, como alternativa, acrilato o metacrilato.

Como se usa en el presente documento, la expresión "acuoso" incluye agua y mezclas que comprenden agua y hasta un 20 % en peso, preferiblemente hasta un 10 % en peso de disolventes miscibles en agua.

Como se usa en el presente documento, la expresión "mezcla seca" se refiere a un polvo que fluye libremente que comprende cemento que es estable al almacenamiento y que permanece así porque está suficientemente se evitar la reacción. Una mezcla seca puede incluir un relleno anhidro, tal como sulfato de calcio anhidro, siempre que el relleno hidratado no provoque que la mezcla seca se asiente o se "bloquee" durante el almacenamiento. Las mezclas secas bloqueadas ya no son polvos que fluyen libremente y deben desecharse.

Como se usa en el presente documento, el término "EN" se refiere a la norma europea, publicada por de Normen durch Beuth Verlag GmbH, Berlín, DE (Alleinverkauf). El término "DIN" se refiere a la versión en alemán de la EN, publicada por Beuth Verlag GmbH.

Como se usa en el presente documento, la expresión "temperatura de transición vítrea" o "Tg" significa la cantidad medida mediante calorimetría diferencial de barrido o DSC de una muestra de polímero de -90 °C a 150 °C a una velocidad de calentamiento de 10 °C por minuto para generar una curva de calorimetría, tomando la Tg en el punto medio de la inflexión de la curva.

Como se usa en el presente documento, el término "fraguado" se refiere a la solidificación de la pasta de cemento plástico. Ver Concrete—Microstructure, Properties, & Materials, 3.a edición, P. Kumar Mehta et al., página 220. El comienzo de la solidificación, llamado fraguado inicial, marca el momento en el que la pasta se vuelve impracticable. La pasta no se solidifica repentinamente, sino que requiere un tiempo considerable para volverse completamente rígida. El tiempo que tarda en solidificarse por completo marca el fraguado final. Como se usa en este documento, la expresión "cromatografía de exclusión por tamaño" o SEC se refiere a métodos usados para comparar y confirmar los contenidos insolubles de tetrahidrofurano en varios copolímeros en emulsión acuosa según lo determinado por el ensayo gravimétrico, que se describe a continuación. En SEC, las especies de polímeros solubles se eluyen desde la columna SEC como un pico ancho, en el que el área bajo el pico es directamente proporcional a la concentración de especies solubles del polímero. Suponiendo que las composiciones de polímeros en emulsión sean las mismas, un área más pequeña bajo el mismo pico significa que un polímero dado es menos soluble en el solvente utilizado. En otras palabras, un área de pico más pequeña significa que la muestra contiene un contenido insoluble de tetrahidrofurano más alto. Los copolímeros en emulsión acuosa de la presente invención, cuando se analizaron para la fracción insoluble por SEC, revelaron un contenido insoluble de tetrahidrofurano aumentado frente a los copolímeros en emulsión acuosa comparativos.

Como se usa en el presente documento, la expresión "contenido insoluble en tetrahidrofurano" significa el % en peso de un copolímero en emulsión acuosa, como sólidos, determinado gravimétricamente al pesar y disolver aproximadamente 250 mg (sólidos) en 50 g de tetrahidrofurano (THF) a temperatura ambiente durante la noche dando como resultado una concentración de polímero de 5 mg de sólidos de polímero/g de disolvente (tetrahidrofurano) utilizando un agitador mecánico. Después de aproximadamente 18 horas en el agitador, la solución de polímero indicada se filtró utilizando un filtro de politetrafluoretileno (PTFE) de 0,45 um con microfibra de vidrio (GMF) en un vial previamente pesado y se registró la masa del filtrado disuelto. Usualmente, se obtienen alrededor de 15 a 20 g de filtrado. El disolvente se evaporó usando un evaporador Genevac™ (Ginevac/SP Scientific, Stone Bridge, NY) utilizando un programa de bajo punto de ebullición a 40 °C. Se registró el peso del vial y de la fracción de polímero soluble (sólidos) en el vial y se calculó el % de la fracción de polímero soluble. El % de la masa de polímero insoluble se calculó como 100 % menos el porcentaje de la fracción de polímero soluble.

Como se usa en el presente documento, la expresión "sólidos totales" se refiere a todos los no volátiles que permanecerán en una membrana impermeabilizante seca; por tanto, excluye el agua, los gases volátiles, tal como el amoníaco, y cualquier disolvente volátil.

El término "volátil" se refiere a cosas que hierven, se vaporizan o están presentes en estado gaseoso en condiciones de uso que generalmente comprenden presión atmosférica y temperatura ambiente exterior de aproximadamente 7 °C a aproximadamente 45 °C.

Como se usa en el presente documento, la expresión "% en peso" significa porcentaje en peso.

Los autores de la presente invención han descubierto composiciones de dos componentes que comprenden un componente de copolímero en emulsión acuosa A) que comprende residuos de hidroperóxido de t-butilo y un ácido ascórbico, preferiblemente ácido isoascórbico, y un componente de cemento con alto contenido de alúmina de fraguado rápido que cura rápidamente cuando los componentes se combinan para dar membranas impermeabilizantes flexibles, impermeables y de baja toxicidad. Los copolímeros en emulsión acuosa de la presente invención comprenden una proporción en peso de residuos de hidroperóxido de t-butilo a ácidos ascórbicos de 1,1:1 a 3,0:1 y comprenden al menos 0,4% en peso, basado en el total de sólidos monoméricos utilizados para preparar copolímero en emulsión acuosa, de residuos de hidroperóxido de t-butilo. Dichos copolímeros en emulsión acuosa tienen un bajo contenido de monómero residual, especialmente para (met)acrilamida, por lo que pueden usarse en la construcción de conductos seguros para alimentos y otras estructuras utilizadas para manipular o transportar agua potable o líquidos. Además, los copolímeros en emulsión acuosa de la presente invención tienen un alto contenido de tetrahidrofurano insoluble, que puede atribuirse a la reticulación y/o ramificación en las cadenas del polímero. Los copolímeros en emulsión acuosa resultantes proporcionan composiciones de membrana impermeabilizante de dos componentes que permiten un alargamiento superior después de la expansión por agua, flexibilidad y unión de fisuras y unión de fisuras en la membrana y vida útil superior en el mortero. La flexibilidad permite la unión de las fisuras que pueden aparecer debido a la tensión mecánica, de modo que las membranas impermeabilizantes pueden alargarse sobre dichas grietas en la mampostería y unir esas grietas. En el caso de una tensión mecánica en un muro de hormigón que esté cubierto con una membrana impermeabilizante de la presente invención, la membrana impermeabilizante se moverá con la tensión y cubrirá las grietas resultantes para retener una superficie impermeable. Los copolímeros en emulsión acuosa también permiten un curado rápido, de modo que un aplicador puede aplicar una nueva capa de la composición de membrana impermeabilizante encima de una primera capa de la composición después de 0,5 a 2 horas.

Los copolímeros en emulsión acuosa del componente A) de la presente invención, tienen un contenido de monómero residual de 200 ppm, preferentemente inferior a 150 ppm. Dichos copolímeros en emulsión acuosa tienen un contenido de acrilamida de 40 ppm o menos para permitir morteros seguros para el usuario para aplicaciones de construcción y uso en aplicaciones que entrarán en contacto con alimentos o agua potable.

Para el copolímero en emulsión acuosa de la presente invención, la mezcla de monómeros comprende uno o más monómeros vinilaromáticos (ii) en una cantidad de 10 a 40 % en peso o, preferiblemente, de 12 a 30 % en peso, basado en los sólidos monoméricos totales usados para preparar el copolímero en emulsión acuosa.

Para aumentar la estabilidad del copolímero en emulsión acuosa de la presente invención y limitar el contenido de (met)acrilamida copolimerizable, que puede dar lugar a problemas de viscosidad y potabilidad del agua, los copolímeros en emulsión acuosa de la presente invención pueden comprender el producto de copolimerización de hasta 1,5% en peso de (iv) uno o más (met)acrilato de hidroxi-(Ci a Cs) alquilo, preferiblemente, metacrilato de 2-hidroxietilo, (met)acrilato de 2-hidroxipropilo, o mezclas de los mismos cuando el copolímero es el producto de copolimerización de (iii) uno o más monómeros que consisten en amidas de ácidos carboxílicos C3 a C6 a,pinsaturados.

Copolímeros en emulsión acuosa adecuados del componente A) de la presente invención que tienen una temperatura de transición vítrea medida (Tg) de -40 a 20°C, preferiblemente de -35 a 10°C. Las temperaturas de transición vítrea se pueden adaptar mediante la selección de monómeros que dan polímeros más duros y más blandos, como se sabe en la técnica.

Los copolímeros en emulsión acuosa de la presente invención se pueden preparar mediante polimerización en emulsión acuosa convencional de monómeros polimerizables por radicales libres en presencia de un iniciador acuoso o par redox, como es convencional en la técnica. Dicha copolimerización en emulsión acuosa puede comprender, por ejemplo, la copolimerización por adición gradual de un medio de reacción que comprende una mezcla de monómeros, agua y uno o más emulsionantes y/o tensioactivos, se alimenta a un recipiente de polimerización y se polimeriza en presencia de iniciador o par redox.

Se pueden usar métodos de polimerización por simiente, tal como, por ejemplo, aquellos en los que una parte de la mezcla de monómeros, p. ej., del 5 al 15% en peso de la mezcla total de monómeros se polimeriza para formar un polímero simiente, seguido de una polimerización por adición gradual del resto de la mezcla de monómeros.

Se pueden utilizar iniciadores de radicales libres convencionales tales como, por ejemplo, peróxido de hidrógeno, peróxido de sodio, peróxido de potasio, hidroperóxido de t-butilo, hidroperóxido de cumeno, persulfatos de amonio y/o metales alcalinos, perborato de sodio, ácido perfosfórico y sus sales, permanganato de potasio, y sales de amonio o de metales alcalinos de ácido peroxidisulfúrico, típicamente a una concentración de 0,01 a 3,0 % en peso, o, preferiblemente, de 0,05 a 0,5 % en peso, basado en el total de sólidos de monómero. Pares redox usando los iniciadores anteriores junto con un reductor adecuado tales como, por ejemplo, sulfoxilato de sodio formaldehído, ácido ascórbico, ácido isoascórbico, sales de metales alcalinos y de amonio de ácidos que contienen azufre, tales como sulfito de sodio, bisulfito, tiosulfato, hidrosulfito, sulfuro , hidrosulfuro o ditionito, ácido formadinesulfínico, ácido hidroximetanosulfónico, bisulfito de acetona, aminas tales como etanolamina, ácido glicólico, hidrato de ácido glioxílico, ácido láctico, ácido glicérico, ácido málico, ácido tartárico y sales de los ácidos anteriores.

Preferiblemente, para garantizar composiciones de curado rápido, proporcionar una vida útil suficiente y formar una membrana impermeabilizante flexible, los métodos para preparar copolímero en emulsión acuosa de la presente invención comprenden copolimerizar los monómeros para preparar el copolímero, seguido de alimentar o combinar el copolímero con un agente reductor de ácido ascórbico e hidroperóxido de t-butilo, es decir, como un seguimiento.

Preferiblemente, el hidroperóxido de t-butilo se añade como un seguimiento de etapa, seguido de la adición del ácido ascórbico como un seguimiento de alimentación.

Se supone que cualquier agente reductor o hidroperóxido de t-butilo combinado con el copolímero en emulsión acuosa se retiene en el copolímero en emulsión acuosa final como un residuo químico.

El componente B) de la composición en polvo de mezcla seca de curado rápido de la membrana impermeabilizante comprende generalmente de 7 a 50% en peso, por ejemplo, de 30 a 50% en peso de cemento hidráulico, tal como cemento Portland común, y de 15 a 70% en peso de rellenos no hidráulicos o no cementosos, tal como la arena. Además del cemento hidráulico, el componente B) comprende un cemento con alto contenido de alúmina y puede comprender además sulfato de calcio. Dichos ingredientes se almacenan como una composición de polvo de mezcla seca de curado rápido y se mantienen secos hasta su uso para que no reaccionen, permaneciendo así libres como un polvo fluido.

De acuerdo con la presente invención, los ejemplos de cemento o aglutinantes hidráulicos incluyen, por ejemplo, uno o más cementos Portland comunes convencionales disponibles en el mercado y uno o más cementos con alto contenido de alúmina disponibles en el mercado, tales como cementos de aluminato de calcio (CAC) disponibles en el mercado, tal como Ternal W, un CAC con un contenido de alúmina de aproximadamente el 70 % en peso, producido por Kerneos SA, Francia y cementos de sulfoaluminato de calcio (CSA), tal como el producido por Tangshan Polar Bear Cement Company, Ltd, provincia de Hebei, China.

El cemento con alto contenido de alúmina de la presente invención, tal como el cemento de aluminato de calcio, tiene un contenido de alúmina (Al2O3) superior al 30 % en peso, o, preferentemente superior al 40 % en peso, más preferentemente superior al 55 % en peso, más preferentemente al menos el 70 % en peso, basado en el peso del cemento con alto contenido de alúmina, tal como cemento de aluminato de calcio.

Las fuentes o formas adecuadas de sulfato de calcio incluyen anhidrita o yeso, formas de fraguado (hemihidrato) y formas de secado (dihidrato) y mezclas de las mismas.

La composición de polvo de mezcla seca de curado rápido de la presente invención forma un cemento de sulfoaluminato de calcio. Los materiales de secado rápido pueden comprender una mezcla de sulfato de calcio, yeso o anhidrita y cemento con alto contenido de alúmina con un contenido de alúmina (Al2O3) superior al 30% en peso, como clínker, y rellenos tal como piedra caliza añadida.

De acuerdo con la presente invención, el componente B) de la composición de polvo de mezcla seca de curado rápido también puede incluir rellenos. Los rellenos pueden comprender tanto como Ejemplos de rellenos incluyen, por ejemplo, arena tal como arena de sílice y arena de cuarzo, harina de cuarzo, carbonato de calcio, dolomita, silicatos de aluminio, talco o mica, o rellenos livianos tales como piedra pómez, vidrio espumado, hormigón aireado, perlitas o vermiculitas. También se pueden incluir mezclas de los rellenos.

Los rellenos pueden comprender hasta un 60% en peso de los sólidos totales de las composiciones de dos componentes o de la membrana impermeabilizante final.

La composición de composición en polvo de mezcla seca de curado rápido del componente B) puede incluir otros aditivos convencionales en cantidades convencionales, tales como, por ejemplo, hidróxido de metal alcalino y/o hidróxido de metal alcalinotérreo seleccionado del grupo que consiste en óxido de zinc, hidróxido de zinc y carbonato de hidróxido de zinc; uno o más espesantes en forma de polvo, tal como un éter de celulosa, tal como hidroxietilmetilcelulosa, o una goma.

Las cantidades adecuadas de espesantes pueden oscilar entre 0,01 y 1% en peso o, preferiblemente, entre 0,01 y 0,5% en peso de los sólidos totales del componente B) de la composición de polvo de mezcla seca de curado rápido.

En las composiciones de dos componentes de la presente invención, la relación en peso de sólidos de polímero con respecto a sólidos de cemento totales (cemento Portland más cemento con alto contenido de alúmina) puede oscilar entre 0,4:1 y 2,5:1 o, preferiblemente, entre 0,5:1 y 1.5:1

En otro aspecto de la presente invención, los métodos para fabricar una membrana impermeabilizante comprenden (1) proporcionar la composición de dos componentes de la presente invención, (2) mezclarla con agua, (3) aplicar al sustrato y secar.

La consistencia de una composición de cemento se ajusta mediante el agua añadida al polvo de mezcla seca. El agua se puede añadir en una cantidad tal que alcance la consistencia deseada según los requisitos del uso final.

Una relación adecuada de agua con respecto a cemento (cemento hidráulico más cemento con alto contenido de alúmina) puede variar de 0,45:1 a 0,6:1.

La composición se puede usar en productos para la industria de la construcción y se puede usar en, o para formar capas delgadas, membranas de aislamiento de grietas, lechadas de sellado o morteros de reparación, y como capas base en sistemas de acabado de aislamiento exterior (EIFS).

Los ejemplos de sustratos adecuados incluyen, por ejemplo, una membrana impermeabilizante recientemente endurecida, madera contrachapada, tablero de respaldo, depósito de agua, sótanos, paneles aislantes, superficies de paredes interiores, refuerzo de acero, hormigón envejecido, hormigón endurecido, mortero envejecido, mortero endurecido o un panel de insonorización.

EJEMPLOS: Los siguientes ejemplos se proporcionan únicamente con fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de las reivindicaciones que siguen.

A menos que se indique lo contrario, todas las partes y porcentajes son en peso, todas las temperaturas son a temperatura ambiente (RT) y todas las presiones son a presión estándar.

Ejemplo de síntesis 1: preparación del copolímero en emulsión acuosa del Ejemplo 1:

Se cargó un matraz de reacción de bocas múltiples con 600 g de agua desionizada (DI). Los cuellos se configuraron para acomodar un agitador mecánico superior, una entrada de nitrógeno, un termopar, un condensador y dos entradas para la adición de reactivos a través de una bomba. Se preparó una emulsión de monómero de 397 g de agua, 35,9 g de FES 993 (lauril etoxi (EO) éter sulfato de sodio, 12 unidades EO, BASF SE, Ludwigshafen, DE), 26,2 g Tergitol 15-S-40 (alcohol secundario etoxilado - 40 unidades EO, 70 % en peso en agua, The Dow Chemical Company, Midland, MI) y una mezcla de monómeros de 1.542 g de acrilato de butilo (BA), 282 g de estireno (STY), 35,5 g de acrilamida (AM) y 9,31 g de metacrilato de 2-hidroxietilo (HEMA).

El matraz de reacción se calentó de 88 a 94 °C antes de añadir al matraz 54,7 g de una solución de bicarbonato de sodio al 9 %, 94,7 g de la emulsión de monómero y 20 g de una solución de persulfato de sodio al 9 % en agua. Después de la exotermia resultante, se añadieron el resto de la emulsión de monómero y 120 g de una solución al 4,9% en peso de persulfato de sodio en agua durante un período de 180 min mientras se mantenía una temperatura de 87 a 92 °C, preferiblemente 90 °C. Después del final de las alimentaciones, la reacción se mantuvo entre 80 y 90 °C durante aproximadamente 30 min antes de enfriarse entre 73 y 77 °C. A continuación, se añadieron al matraz 14,8 g de solución de hidroperóxido de t-butilo al 6,2% en peso en agua y 14,6 g de solución de bisulfito de sodio al 4,6% en peso en agua como un seguimiento de alimentación. La reacción se mantuvo a 75 °C durante 15 min y luego se enfrió a 60 °C. Se añadieron 53 g de hidroperóxido de t-butilo al 18,4 % en peso y 59,8 g de soluciones de ácido isoascórbico al 11,2 % en peso mediante bomba durante 1 hora (h). El producto de la reacción tenía un contenido de sólidos que oscilaba entre el 55 y el 58 % y un pH inferior a 5. Se usó el paquete de seguimiento con una relación en moles de oxidante (hidroperóxido de terc-butilo, t-BHP) con respecto a reductor (ácido isoascórbico) superior a 1:1 preferiblemente, de 1:1 a 2,5:1. La masa en moles del ácido isoascórbico es 176,1 g/mol. La masa en moles del hidroperóxido de terc-butilo es 90,1 g/mol.

Ejemplo de síntesis 2: preparación del copolímero en emulsión acuosa del Ejemplo 2

El copolímero se preparó de la manera descrita en el Ejemplo de síntesis 1, excepto que la mezcla de monómeros se usó como se indica en la Tabla 1 a continuación.

Ejemplo de síntesis 3: preparación del copolímero en emulsión acuosa del Ejemplo 3

El copolímero se preparó de la manera descrita en el Ejemplo de síntesis 1, excepto que se usó el paquete de seguimiento con la relación en moles de oxidante (hidroperóxido de terc-butilo, t-BHP) con respecto a ácido isoascórbico) igual a 1 como se indica en la Tabla 1 a continuación.

Copolímeros en emulsión acuosa de los ejemplos comparativos 1 y 2

El copolímero en emulsión acuosa que tiene la mezcla de monómeros y los reactivos enumerados en la Tabla 1, a continuación, se preparó mediante polimerización en emulsión de adición gradual en una sola etapa en presencia de una simiente de polímero en emulsión acrílico, un tensioactivo aniónico y una solución de persulfato de sodio al 15% en agua. El copolímero en emulsión se enfrió de 60 a 70°C y luego se eliminaron los monómeros residuales mediante la adición de los oxidantes y reductores indicados.

En el Ejemplo comparativo 2, el seguimiento comprendía la adición al matraz de una solución acuosa que contenía un 3 % en peso de hidroperóxido t-butílico y un 0,5 % en peso de peróxido de hidrógeno y, en paralelo, una solución al 4 % en peso de ácido isoascórbico durante un período de 0,75 a 1 hora. La mezcla final tenía un contenido de sólidos que oscilaba entre 50 y 55% y un pH superior a 5. La Tabla 2, a continuación, describe las formulaciones de composición de polvo de mezcla seca de curado rápido usadas en los ejemplos.

La cantidad de contenido insoluble en tetrahidrofurano en copolímeros en emulsión acuosa tanto comparativos como de la invención, según se determina gravimétricamente y se compara usando cromatografía de exclusión por tamaño (SEC), como se ha definido anteriormente. La Tabla 1, a continuación, muestra varias propiedades del copolímero en emulsión acuosa.

Tabla 1. Composiciones de polímeros en emulsión

Como se muestra en la Tabla 1 anterior, los copolímeros de la invención tienen un contenido en monómero residual mucho más bajo, especialmente en acrilamida, que los comparativos. Además, los polímeros de la invención tienen un contenido insoluble en tetrahidrofurano mucho mayor.

Para formular las composiciones de membranas impermeabilizantes o morteros, se combinaron 40 partes en peso del contenido activo del copolímero en emulsión acuosa indicado en la Tabla 1 anterior, como sólidos, y 100 partes en peso de sólidos de la composición en polvo de mezcla seca de curado rápido como se indica en la siguiente Tabla 2 con 32 partes en peso de agua (del copolímero en emulsión acuosa húmeda más agua adicional según sea necesario, como se describe a continuación). Los resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 3, a continuación.

Tabla 2: Formulación de mezcla seca de curado rápido

Para formar el componente de composición de polvo de mezcla seca de curado rápido, el cemento, la arena y el espesante se pesaron y se colocaron en una bolsa de plástico (polietileno) y luego se mezclaron a mano durante 2 minutos y se acondicionaron a temperatura ambiente (23 °C) durante 24 horas. Después de 24 horas, se preparó el componente de copolímero en emulsión acuosa añadiendo la cantidad indicada de agua en un vaso de precipitados de polietileno de 2 l y agitando durante 30 segundos a 200 rpm con un agitador de 4 álabes (diámetro: 75 mm). Luego, se agregó el componente de polvo de mezcla seca de curado rápido en 45 segundos al componente húmedo. La velocidad del agitador se incrementó continuamente desde 200 hasta 750 rpm para tener un buen vórtice en la masa. Después de combinar todos los componentes, la pasta se agitó durante 135 s adicionales a 750 rpm para formar un mortero.

Una vez finalizada la agitación, si era necesario, se formó una membrana impermeabilizante a partir del mortero, como se establece en los métodos de ensayo a continuación.

Métodos de ensayo

Apariencia (incluyendo fisuras): Se formó una membrana impermeabilizante al cepillar el material de mortero indicado con una llana alisadora para cubrir el área delimitada por dos listones metálicos de 200 mm x 10 mm x 2,6 mm de espesor fijados en lados opuestos (a lo ancho) de un sustrato continuo de película de politetrafluoroetileno (Bytac™ VF-81, SPI Supplies, West Chester, PA) descansando sobre un soporte de placa de poli(cloruro de vinilo) de 300 x 250 mm x 10 mm de espesor. Cada membrana se secó, se retiraron los dos listones y se retiraron cuidadosamente las membranas del sustrato de la película después de 2 días. Las membranas se inspeccionaron en cuanto al número y apariencia de grietas pequeñas (<5 mm de largo), grietas grandes (>5 mm de largo), grietas profundas y apariencia general. Se inspeccionó el sustrato de la película en busca de grietas que pudieran reproducirse en la membrana impermeabilizante que recubre el sustrato para que no hubiera grietas en la película del sustrato que pudieran influir en el ensayo de tracción.

Alargamiento/Resistencia a la tracción: (DIN ISO EN 527-1 y DIN ISO EN 527-2, marzo de 2010). Se prepararon membranas de 2,6 mm de espesor de cada material indicado como se describe en el ensayo de apariencia, anterior. Las muestras de ensayo curaron en condiciones de almacenamiento de 7 días a 23°C/50% de humedad relativa (HR), 7 días de almacenamiento a 23°C (TA)/50% HR seguidos de 7 días a 23°C en agua y 28 días a 23°C (TA)/50% ^{H r} (7 días seguidos de 21 días más). Después del curado a temperatura ambiente de 7 días, cada una de las membranas curadas se cortó en veintiuna muestras con forma de pesas, cada una con dimensiones de (14 mm)/veintiún (21 mm), según DIN ISO EN 527-2, tipo 1B (80 mm L x 15 mm A con una sección central estrecha de 10 mm A y 20 mm L). Se sometieron a ensayo inmediatamente siete (7) muestras de cada membrana curada; siete (7) muestras de cada membrana curada se curaron 7 días en agua a temperatura ambiente y luego se sometieron a ensayo. Se curaron otras siete (7) muestras durante 21 días más a temperatura ambiente y 50% de HR. Para el ensayo, se midió el espesor y anchura de cada muestra en la parte delgada de la muestra 3 veces para calcular el área de corte transversal antes del alargamiento. Los ensayos de alargamiento y tracción se realizaron en un analizador de textura (TA.XT.plus Texture Analyser, Winopal Forschungsbedarf GmbH, Ahnsbeck, DE) a una velocidad de 20 mm/min y se controló por medio de un ordenador. Cada muestra se fijó en las dos abrazaderas del analizador de textura (60 mm de distancia entre abrazaderas). Se midió la distancia entre las abrazaderas a lo largo del tiempo con la fuerza correspondiente necesaria para alargar la muestra alargada. Las lecturas tomadas fueron la fuerza máxima; la distancia a la fuerza máxima y la distancia a la rotura (la distancia al 50% de la fuerza máxima antes de producirse la rotura, como se pudo detectar de forma sencilla). A partir de estas lecturas, se calcularon el porcentaje de alargamiento y la máxima resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y el módulo e o la pendiente de la curva representada como resistencia a la tracción frente al alargamiento. Los valores presentados para cada material indicado fueron la media de los siete (7) resultados calculada a partir de las lecturas para cada muestra sometida a ensayo.

La resistencia a la tracción aceptable (28d) es > 0,4 N/mm2 (MPa); El alargamiento aceptable (28d) es > 8%.

Unión de fisuras: Según EN 14891 (marzo de 2010). Para cada mortero indicado, se prepararon muestras de hormigón (160 x 50 x 12 mm) a partir de una mezcla de 28,9 % en peso de CEM I 52,5R, 57,8 % en peso de arena de cuarzo F36, 0,3 % en peso de superplastificante (Glenium™ 51, BASF, Ludwigshafen, DE) y 13% en peso de agua y se curaron durante 2 días a 23°C/50% de humedad relativa y 26 días bajo agua a 23°C. Una vez curadas las muestras de hormigón, se aplicó cada uno de los morteros recién preparados indicados a una muestra de hormigón usando un bastidor de metal de 3 mm de espesor en uno de los lados de 160 x 50 mm de la muestra y se dejó secar durante 4 h. Luego, cada mortero recién preparado se aplicó al otro lado de la muestra en el que se había aplicado el mismo mortero usando el mismo bastidor. Cada muestra se curó durante 7 días a 23°C/50% de humedad relativa. Después del curado, cada muestra curada se rompió cuidadosamente de acuerdo con EN 14891 (marzo de 2010) sin destruir la membrana. La muestra de hormigón rota con la membrana intacta se alargó con el analizador de textura a una velocidad de 0,15 mm/min y la superficie de la membrana se controló visualmente. La distancia presentada fue (1) a máxima fuerza (2) cuando aparecen las primeras fisuras. Adicionalmente, se presentó la fuerza máxima. Un resultado aceptable es > 0,75 mm.

Densidad: Inmediatamente después de mezclar, los morteros se colocaron en un vaso de precipitados de acero de 100 ml de volumen y peso conocidos (diámetro interior: 54 mm, altura: (interior): 43,7 mm, espesor de pared: 1,6 mm), se aplastaron y luego se pesaron. La densidad del mortero es el peso dividido por el volumen del mortero.

Tiempo necesario para aplicar la segunda capa: El mortero recién preparado indicado se aplicó con un espesor de 1,3 mm en una capa sobre un ladrillo de piedra caliza. Mediante un ensayo con la yema del dedo cada 5 min se comprobó la frescura de la membrana. Cuando la membrana se muestra firme a la punta del dedo, es posible aplicar una segunda capa y se registró este tiempo.

Impermeabilidad al agua: De acuerdo con EN 12390-8 (marzo de 2010). Se perforó un orificio en un ladrillo de piedra caliza en el anverso de la superficie de ensayo (casi perforando ~ 1 cm de distancia de la superficie de ensayo). El mortero recién hecho preparado se aplicó en una capa de 1,3 mm de espesor sobre el ladrillo de piedra caliza. Después de 4 h, se aplicó una segunda capa de mortero recién preparado y se añadió 1,3 mm sobre la primera capa y se dejó secar durante 7 días a 23 °C y 50 % de humedad relativa. Se colocó un papel indicador de agua (Wator 90610, Macherey-Nagel, Dueren, DE) en el orificio perforado y luego se colocó la membrana con la piedra caliza en el dispositivo de ensayo de impermeabilidad al agua (proveedor: TESTING Bluhm & Feuerherdt GmbH, Berlín, DE) y se aplicó una presión hidrostática de 1,5 bares sobre la membrana durante 4 días. Si la absorción de agua fue inferior a 25 ml, se aumentó la presión hasta 5 bares durante 3 días. Si la absorción de agua fue superior, se mantuvo la presión durante 3 días más a 1,5 bares. Después de los 7 días se comprobó el papel indicador de agua. Se supera el ensayo si no se observa humedad debajo de la membrana. Paralelamente, se leyó la pérdida de agua a lo largo del tiempo del cilindro calibrado del dispositivo de ensayo de impermeabilidad al agua. En la mayoría de los casos, la membrana es impermeable al agua si la pérdida de agua es inferior a 30 ml después de 7 días de exposición.

Absorción de agua: El mortero de membrana recién preparado indicado se aplicó con un espesor de 2,6 mm en una capa sobre una película de politetrafluoroetileno (soportada por una placa de PVC o vidrio) para formar una membrana húmeda. La membrana se dejó curar durante 7 días a 23°C/50% de humedad relativa. Después del curado, se cortaron de la membrana 5 piezas de 5x5 cm de tamaño, se pesaron y se sumergieron en agua. Después de 1 y 7 días, las muestras se sacaron del agua, la superficie de cada muestra se secó cuidadosamente con un pañuelo de papel y se pesaron las muestras. La absorción de agua en porcentaje se calcula como la relación del aumento de peso dividido por el peso antes de la inmersión. Se acepta menos del 5 % después de 24 horas y menos del 10 % después de 7 días.

A/S: La relación agua/sólido (A/S) se calcula tomando la relación entre la cantidad total de agua y la cantidad total de sólidos provenientes del copolímero en emulsión y la mezcla seca.

La Tabla 3, a continuación, proporciona los resultados de los ensayos para cada mortero o membrana indicados.

Como se muestra en la Tabla 3, a continuación, los ejemplos de la invención 2 muestran que se puede aplicar una segunda capa de mortero en 45 minutos o menos a la primera capa aplicada. El mortero del Ejemplo comparativo 1 crea fisuras a medida que se cura, mientras que los morteros del Ejemplo de la invención 2 no se fisuran a medida que se curan. La membrana permeable al agua que tiene el polímero de la invención del Ejemplo 2 proporciona un alargamiento superior a la máxima fuerza y a la rotura, así como una fuerza máxima en comparación con la misma composición preparada con el polímero del Ejemplo Comparativo 1 que no se preparó con la cantidad según la invención de hidroperóxido de t-butilo o con una mayor cantidad de hidroperóxido de t-butilo que de agente reductor. Finalmente, las membranas preparadas a partir de los morteros del Ejemplo 2 muestran una unión de fisuras notablemente mejorada en comparación con el Ejemplo comparativo 1, tanto en términos de deformación a la fuerza máxima como a la rotura.

Tabla 3: Resultados

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de dos componentes para formar una membrana impermeabilizante que comprende como un componente A) uno o más copolímeros en emulsión acuosa que tienen un contenido residual de (met)acrilamida de menos de 40 ppm y, como un componente B) separado, una composición en polvo de mezcla seca de curado rápido de un cemento hidráulico y un cemento con alto contenido de alúmina, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa en el componente A) es el producto de copolimerización de (i) de 60 a 89,9% en peso de uno o más monómeros (meta)crílicos no iónicos, (ii) del 10 al 40 % en peso de uno o más monómeros vinilaromáticos, (iii) del 0,1 al 3 % en peso de uno o más monómeros elegidos entre amidas de ácidos carboxílicos C3 a C6 a,p-insaturados y mezclas de los mismos con ácido itacónico o ácido metacrílico, estando todos los % en peso de los monómeros basados en los sólidos monoméricos totales utilizados para preparar el copolímero en emulsión acuosa, en donde después de la copolimerización, se introducen hidroperóxido de t-butilo y un agente reductor en el copolímero en emulsión acuosa y, a continuación, se alimenta a la composición un agente reductor de ácido ascórbico, y el copolímero en emulsión acuosa tiene un residuo de un agente reductor de ácido ascórbico y un residuo de hidroperóxido de t-butilo, en donde, la relación en moles de hidroperóxido de t-butilo con respecto a agente reductor de ácido ascórbico que se introducen en el copolímero en emulsión acuosa oscila entre más de 1,0:1 y 3,0:1.

2. La composición de dos componentes según la reivindicación 1, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A), situándose la relación en moles de hidroperóxido de t-butilo con respecto a agente reductor de ácido ascórbico que se introducen en el copolímero en emulsión acuosa entre más de 1,0:1 y 2,5:1.

3. La composición de dos componentes según la reivindicación 1, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) tiene un contenido residual de (met)acrilamida de menos de 20 ppm.

4. La composición de dos componentes según la reivindicación 1, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) tiene un contenido insoluble en tetrahidrofurano de 45 a 90% en peso.

5. La composición de dos componentes según la reivindicación 1, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) comprende el producto de copolimerización de (i) uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos elegidos entre acrilato de butilo, acrilato de etilo acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilatos grasos C12 a C18, y mezclas de los mismos.

6. La composición de dos componentes según la reivindicación 1, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) comprende el producto de copolimerización de uno o más monómeros (i), (ii), (iii) y, además, (iv) uno o más monómeros de (met)acrilato de hidroxialquilo.

7. La composición de dos componentes según la reivindicación 6, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) comprende el producto de copolimerización de 0,1 a 1,5% en peso de (iv) uno o más (met)acrilato de hidroxialquilo, estando todos los % en peso de monómeros basados en el total de sólidos monoméricos.

8. La composición de dos componentes según la reivindicación 1, en donde al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A) comprende el producto de copolimerización de (ii) uno o más monómeros vinilaromáticos elegidos entre estireno, estireno sustituido con alquilo, vinil tolueno y mezclas de los mismos.

9. La composición de dos componentes según la reivindicación 1, en donde en al menos uno de uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A), se introduce el hidroperóxido de t-butilo en una cantidad de 0,2 a 2,5% en peso o el agente reductor de ácido ascórbico en una cantidad de 0,1 a 1,0% en peso, estando todas las cantidades de sólidos basadas en los sólidos monoméricos totales usados para preparar el copolímero en emulsión acuosa.

10. La composición de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende de 10 a 60% en peso, como sólidos, del uno o más copolímeros en emulsión acuosa del componente A), basado en el contenido total de sólidos de la composición.

11. Un método para preparar un copolímero en emulsión acuosa de componente A) que tiene un contenido residual de (met)acrilamida de menos de 40 ppm, preferiblemente menos de 20 ppm que comprende polimerización por adición, preferiblemente polimerización por adición gradual, un medio de reacción de una mezcla de monómeros de (i) del 60 al 89,9 % en peso de uno o más monómeros (met)acrílicos no iónicos, (ii) del 10 al 40 % en peso de uno o más monómeros vinilaromáticos, (iii) del 0,1 al 3 % en peso o, preferiblemente, de uno o más monómeros elegidos entre amidas de ácidos carboxílicos de C3 A C6 a,p-insaturados y mezclas de los mismos con ácido itacónico o ácido metacrílico, estando todos los % en peso de monómeros basados en el total de sólidos de monómero utilizados para preparar la emulsión de monómero, en presencia de un iniciador o un par redox, por lo que se crea una exotermia y se eleva durante un período de tiempo la temperatura del medio de reacción para formar una composición de copolímero en emulsión acuosa, después de que se complete la reacción y la temperatura del medio de reacción deje de aumentar, se introduce en la composición de copolímero en emulsión acuosa hidroperóxido de t-butilo y un agente reductor, y, luego se alimenta a la composición un agente reductor de ácido ascórbico, en donde la cantidad del agente reductor de ácido ascórbico oscila entre 0,1 y 1,0% en peso, basado en los sólidos monoméricos totales utilizados para preparar el copolímero en emulsión acuosa, y la cantidad de t-hidroperóxido de butilo varía de 0,2 a 2,5% en peso, basado en los sólidos monoméricos totales utilizados para preparar el copolímero en emulsión acuosa, y en donde la relación en moles de hidroperóxido de t-butilo con respecto a agente reductor de ácido ascórbico que se introduce en el copolímero en emulsión acuosa oscila entre más de 1,0:1 y 3,0:1.