ES2943030T3 - Composición cementosa modificada con polímero - Google Patents

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Abstract

Una composición cementosa modificada con polímeros que comprende una dispersión polimérica acuosa específica y un material cementoso, y dicha composición cementosa modificada con polímeros tiene baja liberación de amoníaco y proporciona membranas de revestimiento hechas a partir de ellas con resistencia a la tracción y alargamiento a la rotura equilibrados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composición cementosa modificada con polímero
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una composición cementosa modificada con polímero y a un método de fabricación de la misma.
Introducción
Las dispersiones poliméricas acuosas o a base de agua son cada vez más importantes que las composiciones de recubrimiento a base de disolvente para menos problemas ambientales. Las composiciones cementosas modificadas con polímero de dos componentes que comprenden dispersiones poliméricas acuosas y los materiales cementosos son materiales de impermeabilización ampliamente utilizados en aplicaciones de recubrimiento arquitectónico en China. Las dispersiones poliméricas acuosas convencionales adecuadas para estas aplicaciones de recubrimiento de impermeabilización se fabrican normalmente a partir de polimerización en emulsión de una mezcla de monómeros que comprende (met)acrilamida, estireno y otros monómeros acrílicos. Sin embargo, cuando tales dispersiones poliméricas acuosas se mezclan con materiales cementosos tras la aplicación, la hidrólisis de los grupos acilamino en el polímero da como resultado la liberación de amoníaco con olor desagradable al medioambiente, normalmente en una cantidad mayor de 500 ppm (es decir, >500 miligramos de amoníaco por kilogramo de la dispersión polimérica acuosa). Es deseable que la industria de la construcción reduzca la liberación de amoníaco para cumplir con los requisitos de la industria internacional o nacional, tales como la norma industrial de material de construcción JC1066-2008 en China, que requiere menos de 500 ppm de liberación de amoníaco. Para resolver el problema de liberación de amoníaco, se han realizado intentos para preparar dispersiones poliméricas acuosas en ausencia de monómeros de (met)acrilamida. Desafortunadamente, estas dispersiones poliméricas acuosas no proporcionan composiciones cementosas que comprenden las mismas con propiedades mecánicas satisfactorias, propiedades particularmente equilibradas de resistencia a la tracción (al menos 1,8 Megapascal) y alargamiento a la rotura (al menos el 70 %, preferiblemente al menos el 80 %), tal como se mide según la norma GB/T23445-2009.
El documento EP1182179A2 describe el uso de dispersiones poliméricas acuosas libres de amoníaco (A), que contienen copolímero(s) (I) dispersables en la fase acuosa como aditivo para materiales de construcción minerales basados en aglutinantes hidráulicos.
Por tanto, existe la necesidad de desarrollar una composición cementosa modificada con polímero con menos de 100 ppm de liberación de amoníaco mientras se proporcionan membranas de recubrimiento fabricadas a partir de la misma con las propiedades mecánicas descritas anteriormente.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona una composición cementosa modificada con polímero que es una combinación novedosa de una dispersión polimérica acuosa específica con un material cementoso. El polímero en la dispersión polimérica acuosa comprende, en peso basado en el peso del polímero, (a) una cantidad combinada de más del 1 % y hasta el 1,45 % de unidades estructurales de monómeros de ácido carboxílico, en donde los monómeros de ácido carboxílico comprenden un (met)acrilato funcional de ácido carboxílico que tiene la estructura de la fórmula (I),
Figure imgf000002_0001
donde n es un número entero desde 1 hasta 12, y R1 y R2 son cada uno independientemente hidrógeno o metilo, (b) desde el 2 % hasta el 6 % de unidades estructurales de un (met)acrilato de alquilo hidroxifuncional, (c) desde el 15 % hasta el 45 % de unidades estructurales de un monómero aromático de vinilo, (d) desde el 50 % hasta el 80 % de unidades estructurales de un (met)acrilato de alquilo adicional, y (e) menos del 0,1 % de unidades estructurales de (met)acrilamida. La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención libera menos de 100 ppm de amoníaco, medido según la norma JC1066-2008. Tal composición cementosa modificada con polímero puede proporcionar membranas de recubrimiento fabricadas a partir de la misma con una resistencia a la tracción de 1,8 Megapascal (MPa) o superior, y al mismo tiempo, alargamiento a la rotura del 70 % o superior o incluso el 80 % o superior, según se determina según la norma GB/T23445-2009.
En un primer aspecto, la presente invención es una composición cementosa modificada con polímero, que comprende: (A) una dispersión polimérica acuosa que comprende un polímero, en donde el polímero comprende, en peso basado en el peso del polímero,
(a) una cantidad combinada de más del 1 % y hasta el 1,45 % de unidades estructurales de monómeros de ácido carboxílico, en donde los monómeros de ácido carboxílico comprenden un (met)acrilato funcional de ácido carboxílico que tiene la estructura de la fórmula (I),
Figure imgf000003_0001
donde n es un número entero desde 1 hasta 12, y R1 y R2 son cada uno independientemente hidrógeno o metilo, (b) desde el 2 % hasta el 6 % de unidades estructurales de un (met)acrilato de alquilo hidroxifuncional, (c) desde el 15 % hasta el 45 % de unidades estructurales de un monómero aromático de vinilo,
(d) desde el 50 % hasta el 80 % de unidades estructurales de un (met)acrilato de alquilo adicional, y
(e) menos del 0,1 % de unidades estructurales de (met)acrilamida; y
(B) un material cementoso.
En un segundo aspecto, la presente invención también se refiere a un método de preparación de la composición cementosa modificada con polímero del primer aspecto. El método comprende mezclar la dispersión polimérica acuosa con el material cementoso.
Descripción detallada de la invención
Composición o dispersión “acuosa” significa que las partículas se dispersan en un medio acuoso. Por “ medio acuoso” en el presente documento se entiende agua y desde cero hasta el 30 %, en peso basado en el peso del medio, de compuesto(s) miscible(s) en agua tales como, por ejemplo, alcoholes, glicoles, éteres de glicol, ésteres de glicol, glicerol, gliceril éteres, ésteres de glicerilo y similares.
“Acrílico” , tal como se usa en el presente documento, incluye ácido (met)acrílico, (met)acrilato de alquilo, (met)acrilamida, (met)acrilonitrilo y sus formas modificadas tales como (met)acrilato de hidroxialquilo. En todo este documento, el fragmento de palabra “ (met) acrilo” se refiere tanto a “ metacrilo” como a “ acrilo” . Por ejemplo, el ácido (met)acrílico se refiere tanto a ácido metacrílico como a ácido acrílico, y (met)acrilato de metilo se refiere tanto a metacrilato de metilo como a acrilato de metilo.
La “ temperatura de transición vítrea” o “Tg” informada en el presente documento puede calcularse usando la ecuación de Fox (t .G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., volumen 1, edición n.° 3, página 123 (1956)). Por ejemplo, para calcular la Tg de un copolímero de monómeros M1 y M2 ,
1 w(M , w(M2)
Ts {cale) TS (M , Ts (M2)
en donde Tg (calc.) es la temperatura de transición vítrea calculada para el copolímero, w(Mi) es la fracción en peso del monómero M1 en el copolímero, w(M2) es la fracción en peso del monómero M2 en el copolímero, Tg(Mi) es la temperatura de transición vítrea del homopolímero de monómero M1, y TgM ) es la temperatura de transición vítrea del homopolímero de monómero M2 , estando todas las temperaturas en Kelvin. Las temperaturas de transición vítrea de los homopolímeros pueden encontrarse, por ejemplo, en “ Polymer Handbook” , editado por J. Brandrup y E.H. Immergut, Interscience Publishers.
Las “ unidades estructurales” , también conocidas como “ unidades polimerizadas” , del monómero nombrado, se refieren al remanente del monómero después de la polimerización, es decir, monómero polimerizado o el monómero en forma polimerizada. Por ejemplo, una unidad estructural de metacrilato de metilo es tal como se ilustra:
Figure imgf000004_0001
donde las líneas discontinuas representan los puntos de unión de la unidad estructural a la estructura principal del polímero.
El polímero útil en la presente invención puede comprender unidades estructurales de uno o más monómeros de ácido carboxílico. Los monómeros de ácido carboxílico pueden ser ácidos carboxílicos a,p-etilénicamente insaturados, monómeros que portan un grupo formador de ácido que produce o puede convertirse posteriormente en un grupo ácido de este tipo (tal como anhídrido, anhídrido (met)acrílico o anhídrido maleico); y sus mezclas. Los monómeros de ácido carboxílico pueden incluir ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, un (met)acrilato funcional de ácido carboxílico, y mezclas de los mismos. En la presente invención, los monómeros de ácido carboxílico comprenden un (met)acrilato funcional de ácido carboxílico que tiene la estructura de fórmula (I),
Figure imgf000004_0002
en donde n es un número entero de desde 1 hasta 12, desde 1 hasta 10, desde 1 hasta 8, desde 1 hasta 5, desde 1 hasta 4, o desde 1 hasta 3; y R1 y R2 son cada uno independientemente hidrógeno (H) o metilo (-CH3), y preferiblemente H. Ejemplos específicos de (met)acrilatos funcionales de ácido carboxílico incluyen acrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxipropilo, acrilato de 2-carboxipropilo y mezclas de los mismos. Los monómeros de ácido carboxílico preferidos se seleccionan del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxipropilo, acrilato de 2- carboxipropilo y ácido itacónico. El polímero puede comprender unidades estructurales de ácido itacónico en una cantidad de cero o más, del 0,05 % o más, del 0,08 % o más, o incluso del 0,1 % o más y, al mismo tiempo, del 0,5 % o menos, del 0,4 % o menos, del 0,3 % o menos, del 0,2 % o menos, o incluso del 0,15 % o menos, en peso basándose en el peso total del polímero. Cuando el monómero de ácido carboxílico comprende el (met)acrilato funcional de ácido carboxílico, el polímero puede comprender, en peso basado en el peso del polímero, el 0,1 % o más, el 0,2 % o más, el 0,3 % o más, el 0,4 % o más, el 0,5 % o más, el 0,7 % o más, el 0,8 % o más, el 0,9 % o más, o incluso el 1 % o más, y al mismo tiempo, el 1,45 % o menos, el 1,4 % o menos, el 1,35 % o menos, el 1,3 % o menos, o incluso el 1,25 % o menos, de unidades estructurales del (met)acrilato funcional de ácido carboxílico. “ Peso del polímero” en la presente invención se refiere al peso seco o de sólidos del polímero.
El polímero útil en la presente invención puede comprender unidades estructurales de monómeros de ácido carboxílico en una cantidad combinada de más del 1 % (>1 %), por ejemplo, el 1,05 % o más, el 1,1 % o más, el 1,15 % o más, el 1,2 % o más, o incluso el 1,25 % o más, al mismo tiempo, el 1,45 % o menos, el 1,4 % o menos, el 1,35 % o menos, o incluso el 1,3 % o menos, en peso basado en el peso del polímero.
El polímero útil en la presente invención puede comprender además unidades estructurales de uno o más (met)acrilatos de alquilo hidroxifuncionales. Los ejemplos de (met)acrilatos de alquilo hidroxifuncionales adecuados incluyen (met)acrilatos de hidroxietilo que incluyen, por ejemplo, acrilato de 2-hidroxietilo y metacrilato de 2-hidroxietilo; (met)acrilatos de hidroxipropilo que incluyen, por ejemplo, acrilato de 2-hidroxipropilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo, acrilato de 3-hidroxipropilo y metacrilato de 3-hidroxipropilo; los (met)acrilatos de hidroxibutilo que incluyen, por ejemplo, acrilato de 3-hidroxibutilo, metacrilato de 3-hidroxibutilo, acrilato de 4-hidroxibutilo, y metacrilato de 4-hidroxibutilo; acrilato de 6-hidroxihexilo; metacrilato de 6-hidroxihexilo; acrilato de 3-hidroxi-2-etilhexilo; metacrilato de 3- hidroxi-2-etilhexilo; y sus mezclas. El polímero puede comprender, en peso basado en el peso del polímero, desde el 2 % hasta el 6 %, desde el 2,5 % hasta el 5,5 %, desde el 3 % hasta el 5 %, desde el 3,5 % hasta el 4,5 %, o desde el 3,5 % hasta el 4 %, de unidades estructurales del (met)acrilato de alquilo hidroxifuncional.
El polímero útil en la presente invención también puede comprender unidades estructurales de uno o más monómeros aromáticos de vinilo. Los monómeros aromáticos de vinilo pueden ser estireno; butilestireno; metilestireno; pmetoxiestireno; o-, m- y p-metoxiestireno; o-, m- y p-cloroestireno; o-, m- y p-trifluorometilestireno; o-, m- y pnitroestireno; y sus mezclas. El monómero aromático de vinilo preferido es estireno. El polímero puede comprender, en peso basado en el peso del polímero, desde el 15 % hasta el 45 %, desde el 15 % hasta el 40 %, desde el 18 % hasta el 35 %, o desde el 20 % hasta el 30 %, de unidades estructurales del monómero aromático de vinilo.
El polímero útil en la presente invención puede comprender además unidades estructurales de uno o más (met)acrilatos de alquilo adicionales que son diferentes de los (met)acrilatos de alquilo hidroxifuncionales descritos anteriormente. Los (met)acrilatos de alquilo adicionales pueden ser (met)acrilatos de alquilo C1-C20, alquilo C2-C12 o alquilo C1-C4. Los (met)acrilatos de alquilo adicionales adecuados pueden incluir, por ejemplo, acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de butilo, metacrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de nonilo, acrilato de decilo, acrilato de laurilo, y combinaciones de los mismos. Preferiblemente, el (met)acrilato de alquilo adicional es un (met)acrilato de alquilo C1-C4. Más preferiblemente, el (met)acrilato de alquilo adicional se selecciona del grupo que consiste en acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, (met)acrilato de etilo, acrilato de butilo y metacrilato de butilo. El polímero puede comprender, basado en el peso del polímero, desde el 50 % hasta el 80 %, desde el 55 % hasta el 80 %, desde el 60 % hasta el 78 %, o desde el 65 % hasta el 75 %, de unidades estructurales del (met)acrilato de alquilo adicional.
El polímero útil en la presente invención puede comprender además unidades estructurales de uno o más monómeros etilénicamente insaturados que portan al menos una funcionalidad de alcoxisilano (a continuación en el presente documento “ monómero funcional de alcoxisilano” ), preferiblemente funcionalidad de alcoxisilano hidrolizable. Los monómeros funcionales de alcoxisilano adecuados incluyen, por ejemplo, viniltrialcoxisilanos tales como viniltrimetoxisilano; alquilvinildialcoxisilanos; (met)acriloxialquiltrialcoxisilanos tales como, 3-metacriloxietiltrimetoxisilano y 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano; derivados de los mismos, y combinaciones de los mismos. El polímero puede comprender, en peso basado en el peso del polímero, desde cero hasta el 2 %, desde el 0,05 % hasta el 1,5 %, desde el 0,1 % hasta el 1 %, desde el 0,15 % hasta el 0,7 %, o desde el 0,2 % hasta el 0,6 %, de unidades estructurales del monómero funcional de alcoxisilano.
El polímero útil en la presente invención puede comprender además unidades estructurales de uno o más monómeros multietilénicamente insaturados que incluyen monómeros etilénicamente insaturados multifuncionales di-, tri-, tetra- o superiores. Los ejemplos de monómeros multietilénicamente insaturados adecuados incluyen butadieno, (met)acrilato de alilo, divinilbenceno, dimetacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de butilenglicol y mezclas de los mismos. El polímero puede comprender, en peso basado en el peso del polímero, desde cero hasta el 1 % de unidades estructurales del monómero etilénicamente insaturado, por ejemplo, el 0,8 % o menos, el 0,6 % o menos, el 0,4 % o menos, o incluso cero.
El polímero útil en la presente invención puede comprender, en peso basado en el peso del polímero, menos del 0,1 % de unidades estructurales de (met)acrilamida. El polímero puede estar sustancialmente libre de unidades estructurales de metacrilamida, acrilamida y mezclas de los mismos. “Sustancialmente libre” en el presente documento significa que la concentración de unidades estructurales de acrilamida y/o metacrilamida es cero, y puede ser menos del 0,05 %, o incluso menos del 0,01 %, en peso basado en el peso del polímero.
El polímero útil en la presente invención puede comprender opcionalmente unidades estructurales de uno o más nitritos etilénicamente insaturados, tales como acrilonitrilo o metacrilonitrilo. La cantidad de unidades estructurales de los nitritos etilénicamente insaturados en el polímero puede ser, en peso basado en el peso del polímero, menos del 5 %, menos del 4 %, menos del 3 %, menos del 2 %, menos del 1 %, o incluso menos del 0,5 %.
El polímero útil en la presente invención puede comprender, en peso basado en el peso del polímero, desde el 1,1 % hasta el 1,35 % de unidades estructurales del monómero de ácido carboxílico seleccionado del grupo que consiste en acrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxipropilo y acrilato de 2-carboxipropilo; desde el 3 % hasta el 5 % de unidades estructurales del (met)acrilato de alquilo hidroxifuncional seleccionado del grupo que consiste en acrilato de 2-hidroxietilo y metacrilato de 2-hidroxietilo; desde el 20 % hasta el 30 % de unidades estructurales de estireno; y desde el 65 % hasta el 75 % de unidades estructurales del (met)acrilato de alquilo adicional que incluye, por ejemplo, (met)acrilato de butilo.
El polímero útil en la presente invención puede tener una Tg de Fox de -30 grados Celsius (0C) o superior, -25 0C o superior, -22 0C o superior, o incluso -20 0C o superior, y al mismo tiempo, 0 0C o menos, -3 0C o menos, -4 0C o menos, o incluso -5 0C o menos.
El polímero útil en la presente invención puede prepararse mediante polimerización por radicales libres, preferiblemente polimerización en emulsión, de los monómeros descritos anteriormente. La polimerización en emulsión es un procedimiento preferido. La concentración en peso total de los monómeros para preparar el polímero es igual al 100 %. Una mezcla de los monómeros puede añadirse pura o como una emulsión en agua; o añadirse en una o más adiciones o de manera continua, lineal o no lineal, a lo largo del periodo de reacción de preparación del polímero. La temperatura adecuada para los procedimientos de polimerización en emulsión puede ser inferior a 100 0C, en el intervalo de desde 30 hasta 95 0C, o en el intervalo de desde 50 hasta 90 0C. Puede usarse polimerización por radicales libres de múltiples etapas usando los monómeros descritos anteriormente, que al menos dos etapas se forman de manera secuencial, y habitualmente da como resultado la formación del polímero de múltiples etapas que comprende al menos dos composiciones poliméricas.
En el procedimiento de polimerización de preparación del polímero, pueden usarse iniciadores de radicales libres. El procedimiento de polimerización puede iniciarse térmicamente o polimerización en emulsión iniciada por redox. Los ejemplos de iniciadores de radicales libres adecuados incluyen peróxido de hidrógeno, hidroperóxido de t-butilo, hidroperóxido de cumeno, persulfatos de amonio y/o metales alcalinos, perborato de sodio, ácido perfosfórico y sales de los mismos; permanganato de potasio, y sales de amonio o metales alcalinos de ácido peroxidisulfúrico. Los iniciadores de radicales libres pueden usarse normalmente a un nivel del 0,01 % al 3,0 % en peso, basado en el peso total de monómeros. Los sistemas redox que comprenden los iniciadores descritos anteriormente acoplados con un reductor adecuado pueden usarse en el procedimiento de polimerización. Los ejemplos de reductores adecuados incluyen formaldehído sulfoxilato de sodio, ácido ascórbico, ácido isoascórbico, sales de metales alcalinos y amonio de ácidos que contienen azufre, tales como sulfito, bisulfito, tiosulfato, hidrosulfito, sulfuro, hidrosulfuro o ditionito de sodio, ácido formadinsulfínico, bisulfito de acetona, ácido glicólico, ácido hidroximetanosulfónico, ácido glioxílico hidratado, ácido láctico, ácido glicérico, ácido málico, ácido tartárico y sales de los ácidos anteriores. Pueden usarse sales metálicas de hierro, cobre, manganeso, plata, platino, vanadio, níquel, cromo, paladio o cobalto para catalizar la reacción redox. Los agentes quelantes para los metales pueden usarse opcionalmente.
En el procedimiento de polimerización de preparación del polímero, pueden añadirse uno o más tensioactivos antes o durante la polimerización de los monómeros, o combinaciones de los mismos. También puede añadirse una porción del tensioactivo después de la polimerización. Estos tensioactivos pueden incluir emulsionantes aniónicos y/o no iónicos. Los ejemplos de tensioactivos adecuados incluyen sales de metales alcalinos o amonio de sulfatos, sulfonatos o fosfatos de alquilo, arilo o alquilarilo; ácidos alquilsulfónico; sales de sulfosuccinato; ácidos grasos; monómeros tensioactivos etilénicamente insaturados; y alcoholes etoxilados o fenoles; y sus mezclas. La cantidad de los tensioactivos utilizados está normalmente en el intervalo de desde el 0,1 % hasta el 10 % o desde el 1 % hasta el 5 %, en peso basado en el peso de monómeros totales utilizados para preparar el polímero.
En el procedimiento de polimerización de preparación del polímero, pueden usarse uno o más agentes de transferencia de cadena. Los ejemplos de agentes de transferencia de cadena adecuados incluyen ácido 3-mercaptopropiónico, ndodecilmercaptano, 3-mercaptopropionato de metilo, 3-mercaptopropionato de butilo, bencenotiol, alquilmercaptano azelaico, y mezclas de los mismos. El agente de transferencia de cadena puede usarse en una cantidad eficaz para controlar el peso molecular del polímero, por ejemplo, en una cantidad desde cero hasta el 1 %, desde el 0,1 % hasta el 0,7 %, o desde el 0,15 % hasta el 0,5 %, en peso basado en el peso total de monómeros utilizados para preparar el polímero.
Después de completar la polimerización del polímero, la dispersión polimérica acuosa obtenida puede neutralizarse opcionalmente en una o más bases como neutralizadores a un valor de pH, por ejemplo, de al menos 6, desde 6 hasta 10, o desde 7 hasta 9. Las bases pueden conducir a una neutralización parcial o completa de los grupos iónicos o latentemente iónicos del polímero. Los ejemplos de bases adecuadas incluyen compuestos de metales alcalinos o alcalinotérreos tales como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de calcio, óxido de zinc, óxido de magnesio, carbonato de sodio; aminas primarias, secundarias y terciarias, tales como trietilamina, etilamina, propilamina, monoisopropilamina, monobutilamina, hexilamina, etanolamina, dietilamina, dimetilamina, di-npropilamina, tributilamina, trietanolamina, dimetoxietilamina, 2-etoxietilamina, 3-etoxipropilamina, dimetiletanolamina, diisopropanolamina, morfolina, etilendiamina, 2-dietilaminoetilamina, 2,3-diaminopropano, 1,2-propilendiamina, neopentanodiamina, dimetilaminopropilamina, hexametilendiamina, 4,9-dioxadodecano-1,12-diamina, polietilenimina o polivinilamina; hidróxido de aluminio; y sus mezclas.
La dispersión polimérica acuosa útil en la presente invención puede tener un tamaño de partícula promedio en número en el intervalo de desde 100 hasta 500 nanómetros (nm), desde 150 hasta 400 nm, o desde 200 hasta 350 nm, tal como se determina mediante el analizador de tamaño de partículas Brookhaven BI-90.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención puede comprender además uno o más desespumantes. “ Desespumantes” en el presente documento se refieren a aditivos químicos que reducen y dificultan la formación de espuma. Los desespumantes pueden incluir desespumantes a base de silicona, desespumantes a base de aceite mineral, desespumantes a base de óxido de etileno/óxido de propileno, desespumantes de poliacrilato de alquilo y mezclas de los mismos. Los desespumantes disponibles comercialmente adecuados incluyen, por ejemplo, emulsiones de copolímero de poliéter siloxano TEGO Airex 902 W y TEGO Foamex 1488 ambas disponibles de TEGO, desespumante de silicona BYK-024 disponible de BYK, desespumante de aceite mineral NOPCO NXZ disponible de San Nopco, y mezclas de los mismos. El desespumante puede estar presente, en peso basado en el peso total del polímero, generalmente en una cantidad de desde cero hasta el 3 %, desde el 0,1 % hasta el 2 %, o desde el 0,3 % hasta el 1 %.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención puede comprender además uno o más dispersantes. Los dispersantes pueden incluir poliácidos que incluyen homopolímeros y copolímeros basados en ácidos policarboxílicos, incluyendo aquellos que se han modificado hidrofóbica o hidrófilamente, por ejemplo, ácido poliacrílico o ácido polimetacrílico o anhídrido maleico con diversos monómeros tales como estireno, acrilato o metacrilato, diisobutileno y otros monómeros hidrófilos o hidrófobos; sales de los mismos; y sus mezclas. El dispersante puede estar presente, en peso basado en el peso total del polímero, desde cero hasta el 3 %, desde el 0,1 % hasta el 2 %, o desde el 0,3 % hasta el 1,5 %.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención puede comprender además uno o más espesantes, también conocidos como “ modificadores de la reología” . Los espesantes pueden incluir poli(alcohol vinílico) (PVA), materiales de arcilla, derivados ácidos, copolímeros ácidos, espesantes asociados con uretano (UAT), poliuretanos de poliéter urea (PEUPU), poliéter poliuretanos (PEPU) y mezclas de los mismos. Los ejemplos de espesantes adecuados incluyen emulsiones hinchables en álcali (ASE) tales como polímeros de ácido acrílico neutralizados con sodio o amonio; emulsiones hinchables en álcali modificadas hidrofóbicamente (HASE) tales como copolímeros de ácido acrílico modificados hidrofóbicamente; espesantes asociativos tales como uretanos etoxilados hidrofóbicamente modificados (HEUR); y espesantes celulósicos tales como éteres de metilcelulosa, hidroximetilcelulosa (HMC), hidroxietilcelulosa (HEC), hidroxietilcelulosa hidrofóbicamente modificada (HMHEC), carboximetilcelulosa de sodio (SCMC), carboximetil-2-hidroxietilcelulosa de sodio, 2-hidroxipropilmetilcelulosa, 2-hidroxietilmetilcelulosa, 2-hidroxibutilmetilcelulosa, 2-hidroxietiletilcelulosa y 2-hidroxipropilcelulosa. Preferiblemente, el espesante es HMHEC. El espesante puede estar presente, en peso basado en el peso total de la composición de recubrimiento acuosa, en una cantidad desde cero hasta el 5 %, desde el 0,05 % hasta el 3 %, o desde el 0,1 % hasta el 2 %.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención también comprende uno o más materiales cementosos. Los materiales cementosos pueden incluir, por ejemplo, cemento Portland, cemento puzolánico, cales hidráulicas, cenizas volantes, cemento natural, cemento de alto contenido de alúmina y mezclas de los mismos. Los materiales cementosos pueden estar presentes en una cantidad combinada de desde el 5 % hasta el 90 %, desde el 10 % hasta el 80 %, desde el 20 % hasta el 70 %, desde el 30 % hasta el 60 %, o desde el 40 % hasta el 50 %, en peso basado en el peso total de la composición cementosa modificada con polímero.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención puede comprender además cargas inorgánicas. Las cargas inorgánicas adecuadas pueden incluir, por ejemplo, arena, carbonato de calcio, sílice, dolomita, sílice pirogénica, caolín, talco, mica y mezclas de los mismos.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención puede comprender además uno o más aditivos seleccionados de superplastificantes tales como polvo superplastificante MIGHTY 100 disponible de Kao Chemicals, superplastificante policarboxílico SIKA VISCOCRETE disponible de Sika y superplastificante policarboxílico MeLf LUX 265 IF disponible de BASF; coalescentes tales como alcohol de éster TEXANOL disponible de Eastman Chemical Company y glicol éter DOW ANOL™ DPnB disponible de The Dow Chemical Company; agentes hidrófugos tales como el polvo hidrófobo de silicona DOWSIL™ SHP 60 Plus disponible de The Dow Chemical Company, polvo hidrófobo de silicona ELOTEX Seal 80 disponible de AkzoNobel; y mezclas de los mismos (DOWANOL y DOWSIL son marcas comerciales de The Dow Chemical Company). Estos aditivos pueden estar presentes, en peso basado en el peso del polímero, en una cantidad combinada de desde cero hasta el 5 %, desde el 0,5 % hasta el 4 %, o desde el 1 % hasta el 3 %.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención puede prepararse mezclando la dispersión polimérica acuosa con el material cementoso. La composición cementosa modificada con polímero se suministra habitualmente en un envase de dos componentes y se mezcla tras la aplicación. La composición cementosa modificada con polímero de dos componentes incluye normalmente: la dispersión polimérica acuosa, y opcionalmente componentes adicionales tales como el espesante y el desespumante, formando habitualmente la “ parte A” ; y el material cementoso que se mezcla con cargas opcionales, formando habitualmente la “parte B” . Luego se mezclan la parte A y la parte B para formar la composición cementosa modificada con polímero. La parte A y la parte B pueden mezclarse en una razón en peso de parte A con respecto a parte B en el intervalo de desde 1:0,8 hasta 1:3,5, desde 1:1 hasta 1:3, o desde 1:1:5 hasta 1:2,5. Los sólidos totales de la composición cementosa modificada con polímero pueden estar en el intervalo de desde el 50 % hasta el 95 %, desde el 65 % hasta el 90 %, o desde el 70 % hasta el 80 % en peso de la composición cementosa modificada con polímero. La composición cementosa modificada con polímero resultante de la presente invención puede provocar menos de 100 ppm de liberación de amoníaco o incluso menos de 50 ppm de liberación de amoníaco, tal como se mide según la norma JC1066-2008 (norma para limitar sustancias nocivas de recubrimientos de impermeabilización de construcción), que se publicó por la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma de la R.P. China, publicada el 01 de febrero de 2008, y se pusieron en vigor el 01 de julio de 2008.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención tiene buena trabajabilidad tal como se indica mediante una puntuación de calificación de 4 o más, según los métodos de ensayo descritos en la sección de ejemplos a continuación. La composición cementosa modificada con polímero tras el secado también puede proporcionar membranas de recubrimiento fabricadas a partir de las mismas con propiedades equilibradas de resistencia a la tracción de 1,8 MPa o superior y alargamiento a la rotura del 70 % o más, según lo determinado por la norma GB/T23445-2009. Por ejemplo, la resistencia a la tracción puede ser de 1,9 MPa o más, de 2,0 MPa o más, de 2,1 MPa o más, de 2,2 MPa o más, de 2,3 MPa o más, de 2,4 MPa o más, de 2,5 MPa o más, de 2,6 MPa o más, de 2,7 MPa o más, o incluso de 2,8 MPa o más; y el alargamiento a la rotura puede ser del 70 % o más, el 75 % o más, el 80 % o más, el 85 % o más, el 90 % o más, el 95 % o más, o incluso el 100 % o más. La norma GB/T23445-2009 en el presente documento se refiere a la norma nacional para compuestos de cemento modificados con polímero para membranas de impermeabilización, que se publicó por la Administración General del Estado de la R.P. China para la Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena, publicada el 28 de marzo de 2009, y puesta en vigor el 1 de enero de 2010.
La presente invención proporciona además un método de preparación de la composición cementosa modificada con polímero mezclando la dispersión polimérica acuosa y el material cementoso.
La presente invención también se refiere a un procedimiento de uso de la composición cementosa modificada con polímero. El procedimiento puede comprender lo siguiente: aplicar la composición cementosa modificada con polímero a un sustrato, y secar, o dejar secar, la composición cementosa modificada con polímero aplicada.
La presente invención también se refiere a una membrana de recubrimiento. La membrana de recubrimiento tiene normalmente un grosor en el intervalo de desde 1,0 hasta 2,0 milímetros (mm) o desde 1,2 hasta 1,5 mm. La membrana de recubrimiento puede prepararse proporcionando la composición cementosa modificada con polímero; aplicar la composición cementosa modificada con polímero a un sustrato; y secar, o dejar secar, la composición cementosa modificada con polímero para formar la membrana de recubrimiento. La composición cementosa modificada con polímero puede aplicarse al sustrato mediante cualquier método conocido, por ejemplo, fratasado o cepillado manual, o laminación o pulverización. La superficie obtenida puede alisarse adicionalmente mediante fratasado. El sustrato puede ser cualquier sustrato que incluye, por ejemplo, hormigón, bitumen, metal o madera. El secado puede realizarse a una temperatura en el intervalo de desde 5 hasta 50 °C, desde 15 hasta 40 °C, o desde 20 hasta 30 0C. El tiempo para secar la composición cementosa modificada con polímero puede depender de diversos factores, incluyendo, por ejemplo, el grosor de la composición cementosa modificada con polímero aplicada al sustrato, y condiciones exteriores tales como la temperatura, la humedad relativa y el viento. Por ejemplo, el tiempo para secar la composición cementosa modificada con polímero puede elegirse entre 0,5 y 6 horas o entre 2 y 4 horas.
La composición cementosa modificada con polímero de la presente invención puede usarse en diversas aplicaciones, por ejemplo, membranas de impermeabilización en cocina, baño, balcones, materiales de construcción de impermeabilización en túneles y puentes, y materiales de reparación para construcción en techos y suelos.
Ejemplos
Algunas realizaciones de la invención se describirán ahora en los siguientes ejemplos, en donde todas las partes y porcentajes están en peso a menos que se especifique lo contrario.
Los siguientes materiales se usan en la síntesis de dispersiones poliméricas acuosas:
acrilato de butilo (BA), estireno (ST), ácido acrílico (AA), metacrilato de hidroxietilo (HEMA) y ácido itacónico (IA) se usan todos como monómeros.
El acrilato de 2-carboxietilo (CEA) está disponible de Energy Chemical.
El tensioactivo TERGITOL™ 15-S-40, disponible de The Dow Chemical Company, es un tensioactivo no iónico de tipo alquil éter de polioxietileno (TERGITOL es una marca registrada de The Dow Chemical Company).
El tensioactivo EMULSOGEN EPA 073 (“ EPA 073” ), disponible de Clariant, es un tensioactivo aniónico de tipo sulfato de sodio de alquil éter de polioxietileno.
Se usa persulfato de sodio (SPS) como catalizador iniciador.
El hidroperóxido de t-butilo (t-BHP) se usa como un catalizador de refuerzo.
Se usa bisulfito de sodio anhidro (SBS) como activador de refuerzo.
El desespumante NOPCO NXZ, disponible de San Nopco, es una mezcla de aceite mineral y poliéteres.
Los siguientes equipos y métodos analíticos estándar se usan en los Ejemplos.
Liberación de amoníaco
La cantidad de liberación de amoníaco se midió según la norma JC1066-2008. Los detalles se proporcionan a continuación:
(a) Preparación de muestras: Se midieron dos muestras de látex con 5,000 gramos (g) (±0,001 g) para cada muestra, y se disolvieron con agua desionizada (DI) en un vaso de precipitados de 300 mililitros (ml), respectivamente. La disolución resultante se transfirió luego a un matraz de destilación de 500 ml con un volumen de disolución total de 200 ml.
(b) Destilación: Se colocó hidróxido de sodio (NaOH) sólido en la disolución anterior para ajustar el valor de pH superior a 12. También se colocaron varias perlas de vidrio a prueba de explosiones en la disolución anterior. Se usó una pipeta para introducir exactamente 20 ml de ácido sulfúrico común (H2SO4) (0,1 mol/l) en un matraz de Erlenmeyer de 500 ml. También se añadieron de tres a cuatro gotas de una disolución indicadora de pH. Se destiló la disolución en el matraz de destilación. La destilación continuó hasta que el destilado recogido en el matraz de Erlenmeyer alcanzó un volumen total de 180 ml. La disolución indicadora de pH se preparó mezclando 50 ml de disolución de rojo de metilo en etanol (concentración: 2 g/l) y 50 ml de disolución de azul de metileno en etanol (concentración: 1 g/l).
(c) Titulación: La titulación se realizó usando una disolución de NaOH común (0,1 mol/l) para neutralizar la disolución en exceso de H2SO4 por encima hasta que el color del indicador de pH cambió de morado claro a verde grisáceo. El volumen de la disolución de NaOH usada se registró como V1.
(d) Preparación y evaluación de una muestra en blanco: Al mismo tiempo, se repitieron las etapas anteriores (a) a (c) excepto que la muestra de látex en la etapa (a) se sustituyó por la misma cantidad de agua DI. El volumen de la disolución de NaOH usada en la etapa de titulación se registró como V2.
(e) Cálculo de la cantidad de liberación de amoníaco:
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donde x = cantidad de liberación de amoníaco, g/kg;
C= concentración de la disolución de NaOH común, mol/l;
V1 = volumen de la disolución de NaOH usada para la muestra de látex, ml;
V2= volumen de la disolución de NaOH usada para la muestra en blanco, ml;
0,01703 = cantidad equivalente de amoníaco (g) con 1,00 ml de disolución de NaOH común (1,000 mol/l); y m= peso de la muestra de látex, g.
Trabajabilidad
La parte líquida y la parte en polvo de una muestra de composición cementosa modificada con polímero se mezclaron entre sí antes de aplicar mediante cepillo, basándose en las formulaciones proporcionadas en la tabla 2. La composición cementosa modificada con polímero obtenida se aplicó mediante cepillado en paneles prefabricados de hormigón. La trabajabilidad de la composición cementosa modificada con polímero se clasifica mediante puntuaciones de calificación de desde 1 hasta 5, donde 5 se establece como la puntuación de calificación más alta, basándose en los siguientes criterios:
5- Muy fácil de cepillar, sin arrastre ni agregados perceptibles
4- Fácil de cepillar, sin arrastre ni agregados perceptibles
3- Fácil de cepillar, arrastre ligero o agregados ligeros
2- Ligeramente difícil de cepillar, agregados perceptibles
1- Difícil de cepillar, agregados evidentes
Las puntuaciones de clasificación de 4 o más indican una trabajabilidad aceptable. Cuanto mayor sea la puntuación de calificación, mejor será la trabajabilidad de la composición cementosa modificada con polímero.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas de una composición cementosa modificada con polímero se midieron según la norma GB/T23445-2009. La parte líquida y la parte en polvo de tal composición cementosa modificada con polímero se mezclaron entre sí a una velocidad de mezclado de 800 revoluciones por minuto (rpm) durante 5 minutos para formar una pasta. Luego se dejó reposar la pasta durante 3 minutos y luego se aplicó a una pieza de papel protector en dos capas en 24 horas para obtener un grosor final de película seca de 1,5 mm±0,2 mm. Las membranas de recubrimiento resultantes se curaron en una sala de temperatura controlada (CTR, 23±2 °C, 50 %±5 % de humedad) durante 96 horas, y después en un horno a 40 °C durante 48 horas. Las muestras de membrana de recubrimiento se sacaron del horno y se dejaron en CTR durante 4 horas antes de someter a prueba las propiedades mecánicas. Las muestras de membrana curada se cortaron en 6 piezas de forma de campana y después se sometieron a prueba para determinar la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura mediante una máquina de ensayo universal a una velocidad de estiramiento de 200 mm/minuto.
Síntesis de la dispersión polimérica 1 (que no es según la invención)
En primer lugar, se preparó una mezcla de monómeros mezclando 389,62 g de agua DI, 37,18 g de tensioactivo EPA 073 (28 % de principios activos), 30,76 g de tensioactivo 15-S-40 (70 % de principios activos), 1,80 g de IA, 72,00 g de HEMA, 18,00 g de AA, 1320,58 g de BA y 395,78 g de ST.
En un recipiente de un galón, equipado con un condensador de reflujo, embudos de adición y un agitador, se añadió una carga de agua inicial con agitación a 130 rpm. El recipiente de reacción se calentó hasta 85 0C. Se cargaron cien gramos de una emulsión simiente formada previamente (una emulsión de polímero de estireno-acrílico a base de agua con un tamaño de partícula de 100 nm y un contenido de sólidos del 40 %) y una disolución de catalizador inicial (1,90 g de SPS en 12,57 g de agua DI) en el recipiente de reacción. Luego se añadió la mezcla de monómeros en el recipiente de reacción junto con una disolución de catalizador de 5,65 g de SPS en 136,71 g de agua DI durante un periodo de 210 minutos a una temperatura de entre 84 °C y 86 °C. Después de completar la adición de la mezcla de monómeros y el catalizador, el contenido en el recipiente de reacción se enfrió hasta temperatura ambiente (23±2 °C). Durante el enfriamiento de la mezcla de reacción, se añadió una mezcla de 3,59 g de t-BHP en 57,65 g de agua DI y 3,49 g de SBS en 57,65 g de agua DI cuando la temperatura estaba a 70 °C.
Síntesis de la dispersión polimérica A
La dispersión polimérica acuosa A se sintetizó según el mismo procedimiento que la síntesis de la dispersión polimérica 1 anterior, excepto que la mezcla de monómeros usada fue la siguiente:
Se preparó una mezcla de monómeros mezclando 389,62 g de agua DI, 30,98 g de tensioactivo EPA 073 (28 % de principios activos), 25,63 g de tensioactivo 15-S-40 (70 % de principios activos), 1,80 g de IA, 72,00 g de HEMA, 27,00 g de AA, 1311,54 g de BA y 395,78 g de ST.
Síntesis de la dispersión polimérica B
La dispersión polimérica acuosa B se sintetizó según el mismo procedimiento que la síntesis de la dispersión polimérica 1 anterior, excepto que la cantidad de BA y AA en la mezcla de monómeros era de 1329,63 g y 9,00 g, respectivamente.
Síntesis de la dispersión polimérica 2
En primer lugar, se preparó una mezcla de monómeros mezclando 379,42 g de agua DI, 37,18 g de tensioactivo EPA 073 (28 % de principios activos), 30,76 g de tensioactivo 15-S-40 (70 % de principios activos), 1,80 g de IA, 72,00 g de HEMA, 18,00 g de CEA, 1320,58 g de BA y 395,70 g de ST.
En un recipiente de un galón, equipado con un condensador de reflujo, embudos de adición y un agitador, se añadió una carga de agua inicial con agitación a 130 rpm. El recipiente de reacción se calentó hasta 85 0C. Se cargaron cien gramos de una emulsión simiente formada previamente (una emulsión de polímero de estireno-acrílico a base de agua con un tamaño de partícula de 100 nm y un contenido de sólidos del 40 %) y una disolución de catalizador inicial (1,90 g de SPS en 12,57 g de agua DI) en el recipiente de reacción. La mezcla de monómeros se añadió a lo largo de un período de 210 minutos con una temperatura de entre 85 0C y 87 0C. Después de completar la adición de la mezcla de monómeros y el catalizador, el contenido en el recipiente de reacción se enfrió hasta temperatura ambiente. Durante el enfriamiento de la mezcla de reacción, se añadió una mezcla de 3,59 g de t-BHP en 57,65 g de agua DI y 3,49 g de SBS en 57,65 g de agua DI cuando la temperatura estaba a 70 0C.
Síntesis de la dispersión polimérica 3
La dispersión polimérica acuosa 3 se sintetizó según el mismo procedimiento que la síntesis de la dispersión polimérica 2 anterior, excepto que la cantidad de CEA y ST en la mezcla de monómeros era de 22,50 g y 391,20 g, respectivamente.
Síntesis de la dispersión polimérica 4
La dispersión polimérica acuosa 4 se sintetizó según el mismo procedimiento que la síntesis de la dispersión polimérica 2 anterior, excepto que la cantidad de CEA usada en la mezcla de monómeros se ajustó a 9,0 g y se añadieron adicionalmente 9,0 g de AA en la mezcla de monómeros.
Síntesis de la dispersión polimérica C
La dispersión polimérica acuosa C se sintetizó según el mismo procedimiento que la síntesis de la dispersión polimérica 2 anterior, excepto que la cantidad de CEA y ST en la mezcla de monómeros era de 9,0 g y 404,70 g, respectivamente.
Síntesis de la dispersión polimérica D
La dispersión polimérica acuosa D se sintetizó según el mismo procedimiento que la síntesis de la dispersión polimérica 2 anterior, excepto que la cantidad de CEA y ST en la mezcla de monómeros era de 36,0 g y 377,70 g, respectivamente.
Síntesis de la dispersión polimérica E
La dispersión polimérica acuosa E se sintetizó según el mismo procedimiento que la síntesis de la dispersión polimérica 2 anterior, excepto que la cantidad de ST usada en la mezcla de monómeros era de 386,70 g y se añadieron adicionalmente 9,0 g de AA en la mezcla de monómeros.
Las composiciones y propiedades de las dispersiones poliméricas acuosas obtenidas anteriormente se proporcionan en la tabla 1 a continuación.
Tabla 1 Composiciones y propiedades de dispersiones poliméricas acuosas
Figure imgf000011_0001
1: Viscosidades medidas mediante el detector de viscosidad LVDV-1 Prime de BROOKFIELD con husillo n. ° 63, 60 rpm;
2: Tamaño de partícula promedio en número tal como se determina mediante el analizador de tamaño de partícula BI-90 de Brookhaven;
3: Tg calculada mediante la ecuación de Fox.
*que no es según la invención
Ejemplos (ejs.) 1-4 y ejemplos comparativos (comp.) A-E
Las dispersiones poliméricas acuosas obtenidas anteriormente se usaron para preparar composiciones cementosas modificadas por polímeros de los ejs. 1 -4 y ejs. comp. A-E, basándose en las formulaciones proporcionadas en la tabla 2. El ejemplo 1 no es según la invención. La parte líquida y la parte en polvo se mezclaron entre sí con agitación a 800 rpm durante 5 minutos, y después se estabilizaron durante 1-3 minutos. Las composiciones cementosas preparadas se evaluaron según los métodos de ensayo descritos anteriormente y las propiedades se proporcionan en la tabla 3.
Tabla 2 Composición cementosa modificada con polímero
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000012_0001
*OROTAN es una marca registrada de The Dow Chemical Company;
Razón en peso de la parte líquida: Parte en polvo = 1:1,8
Tal como se muestra en la tabla 3, las composiciones cementosas modificadas con polímero de los ejs. 1-4 sólo provocaron menos de 50 ppm de liberación de amoníaco y cumplían el requisito de la norma JC1066-2008. Las composiciones cementosas modificadas con polímero de la invención también mostraron una buena trabajabilidad (calificación: 4). Además, las composiciones cementosas modificadas con polímero de los ejs. 1-4 todas proporcionaron membranas de recubrimiento fabricadas a partir de las mismas con una resistencia a la tracción (>1,8 MPa) y alargamiento a la rotura (>70 %) equilibradas. Particularmente, las composiciones cementosas modificadas con polímero de los ejs. 2-4 que comprenden el polímero en emulsión fabricado a partir de monómeros que comprenden CEA proporcionaron membranas de recubrimiento con propiedades sorprendentemente equilibradas de resistencia a la tracción (>1,8 MPa) y alargamiento a la rotura (>80 %). Por el contrario, las composiciones cementosas modificadas con polímero de los ejs. comp. A-E proporcionaron todas una resistencia a la tracción indeseablemente baja y/o un bajo alargamiento a la rotura.
Tabla 3 Propiedades de la composición cementosa modificada con polímero
Figure imgf000012_0002
*Que no es según la invención

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Una composición cementosa modificada con polímero, que comprende:
    (A) una dispersión polimérica acuosa que comprende un polímero, en donde el polímero comprende, en peso basado en el peso del polímero,
    (a) una cantidad combinada de más del 1 % y hasta el 1,45 % de unidades estructurales de monómeros de ácido carboxílico, en donde los monómeros de ácido carboxílico comprenden un (met)acrilato funcional de ácido carboxílico que tiene la estructura de la fórmula (I),
    Figure imgf000013_0001
    ° " a ) ,
    donde n es un número entero desde 1 hasta 12, y R1 y R2 son cada uno independientemente hidrógeno o metilo,
    (b) desde el 2 % hasta el 6 % de unidades estructurales de un (met)acrilato de alquilo hidroxifuncional,
    (c) desde el 15 % hasta el 45 % de unidades estructurales de un monómero aromático de vinilo,
    (d) desde el 50 % hasta el 80 % de unidades estructurales de un (met)acrilato de alquilo adicional, y
    (e) menos del 0,1 % de unidades estructurales de (met)acrilamida; y
    (B) un material cementoso.
    2. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, en donde el polímero comprende una cantidad combinada de, en peso basado en el peso del polímero, desde el 1,1 % hasta el 1,4 % de unidades estructurales de los monómeros de ácido carboxílico.
    3. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, en donde el (met)acrilato funcional de ácido carboxílico comprende acrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxipropilo, acrilato de 2-carboxipropilo, o mezclas de los mismos.
    4. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, en donde el polímero comprende, en peso basado en el peso del polímero, desde el 0,3 % hasta el 1,45 % de unidades estructurales del (met)acrilato funcional de ácido carboxílico.
    5. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1 o 3, en donde los monómeros de ácido carboxílico comprenden además ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico o mezclas de los mismos.
    6. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, en donde el polímero comprende unidades estructurales de ácido itacónico en una cantidad del 0,05 % o más, y al mismo tiempo, el 0,5 % o menos, en peso basado en el peso del polímero.
    7. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 6, en donde el polímero comprende, en peso basado en el peso del polímero, desde el 0,1 % hasta el 0,5 % de unidades estructurales de ácido itacónico.
    8. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, en donde el polímero comprende, en peso basado en el peso del polímero, desde el 2,5 % hasta el 5,5 % de unidades estructurales del (met)acrilato de alquilo hidroxifuncional.
    9
    9. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, en donde el (met) acrilato de alquilo adicional es un (met)acrilato de alquilo C1-C4.
    10. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, en donde el polímero tiene una Tg en el intervalo de desde -25 hasta -5 °C, en donde Tg se calcula usando la ecuación de Fox.
    11. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, en donde el polímero comprende, en peso basado en el peso del polímero,
    desde el 1,1 % hasta el 1,35 % de unidades estructurales del monómero de ácido carboxílico seleccionado del grupo que consiste en acrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxietilo, metacrilato de 2-carboxipropilo y acrilato de 2-carboxipropilo;
    desde el 3 % hasta el 5 % de unidades estructurales del (met)acrilato de alquilo hidroxifuncional seleccionado del grupo que consiste en acrilato de 2-hidroxietilo y metacrilato de 2-hidroxietilo; desde el 20 % hasta el 30 % de unidades estructurales de estireno; y
    desde el 65 % hasta el 75 % de unidades estructurales del (met)acrilato de alquilo adicional seleccionado del grupo que consiste en acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de butilo y metacrilato de butilo.
    12. La composición cementosa modificada con polímero según la reivindicación 1, que comprende además una carga, un desespumante, un espesante, un dispersante o mezclas de los mismos.
    13. Un método de preparación de la composición cementosa modificada con polímero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 -12, que comprende mezclar la dispersión polimérica acuosa con el material cementoso.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024127088A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-20 A&A Green Phoenix Group Joint Stock Company Free radical-curable acrylic polyol resin composition for manufacturing quartz-based artificial stone with improved uv radiation and weather resistance
EP4385964A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-19 Sika Technology AG Cementitious hybrid primer composition
WO2024132082A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-27 Knauf Gips Kg Stable and self-leveling bonded seal

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU1033192A (en) 1991-10-16 1993-04-22 Dow Chemical Company, The High tg polymer and redispersible powder for use in hydraulic portland cement mortar and concrete
EP0927208B1 (de) * 1996-09-09 2002-01-02 Basf Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung wässriger polymerisatdispersionen
US6174948B1 (en) 1996-12-24 2001-01-16 The University Of Southern Mississippi Latex compositions containing ethylenically unsaturated esters of fatty compounds and applications thereof
ZA200001591B (en) * 1999-04-28 2000-10-25 Rohm & Haas Polymer compositions.
DE19942301A1 (de) * 1999-09-04 2001-03-08 Basf Ag Zementzusammensetzungen, enthaltend redispergierbare Polymerisatpulver
JP2002029786A (ja) 2000-07-13 2002-01-29 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ芯線及び光ファイバテープの製造方法
DE10040825A1 (de) * 2000-08-21 2002-03-07 Basf Ag Verwendung von Ammoniak-freien Polymerdispersionen als Zusatz in Baumaterialien auf Basis hydraulischer Bindemittel
US6849681B2 (en) 2002-07-10 2005-02-01 Meadwestvaco Corporation Carboxylic acid-modified vinylic polymeric compositions
JP4248949B2 (ja) * 2003-06-20 2009-04-02 旭化成ケミカルズ株式会社 セメント用水性樹脂分散体及びその組成物
US7285590B2 (en) 2003-11-13 2007-10-23 Hexion Specialty Chemicals, Inc. Aqueous dispersions containing multi-stage emulsion polymers
AU2006203398B2 (en) * 2005-08-19 2011-09-29 Rohm And Haas Company Aqueous dispersion of polymeric particles
KR101077870B1 (ko) 2010-02-26 2011-10-28 주식회사 엘지화학 접착력이 우수한 이차전지용 바인더
CN102344522B (zh) 2011-06-25 2013-07-17 百利合化工（中山）有限公司 一种环保型印花台板粘合剂乳液及其制备方法
EP2812291B1 (de) * 2012-02-08 2016-09-21 Basf Se Wässrige dispersion
US9023919B2 (en) 2012-02-14 2015-05-05 Basf Se Aqueous binder composition
EP2719532B1 (de) * 2012-10-12 2015-07-01 Basf Se Verwendung einer Klebstoffdispersion für die Folienkaschierung
CA2937581A1 (en) * 2014-01-22 2015-07-30 Basf Se Binder composition
CN103923425A (zh) * 2014-04-12 2014-07-16 太原工业学院 高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末
CN103952044A (zh) 2014-04-30 2014-07-30 晟通科技集团有限公司 耐腐涂料
JP2016001256A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 住友電気工業株式会社 コリメータアレイユニットの製造方法、コリメータアレイユニット、及び光学装置
BR112016029030B1 (pt) * 2014-06-25 2022-08-02 Dow Global Technologies, Llc Composição de dois componentes para preparar uma membrana de impermeabilização
BR112016030628A8 (pt) 2014-07-01 2021-05-04 Basf Se dispersão de copolímero de (met)acrilato, pó de copolímero de (met)acrilato, uso da dispersão, kit de peças, e, materiais a prova d´água de cimento flexível
KR102154989B1 (ko) 2015-11-10 2020-09-15 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 고속 경화성, 가요성 시멘트질 방수막용 에멀젼 폴리머 2-성분 조성물
KR101692805B1 (ko) 2016-01-12 2017-01-05 주식회사 엘지화학 점착부여제를 포함하는 아크릴계 에멀젼의 제조방법
CN106117420B (zh) * 2016-07-26 2018-07-03 同济大学 一种改性水泥砂浆用苯丙乳液及其制备方法
CN106749875A (zh) 2016-12-31 2017-05-31 上海巴德富实业有限公司 一种低氨自交联水性丙烯酸乳液及其制备方法

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