Composición que comprende un tensioactivo para betunes asfálticos.

Composición bituminosa que comprende:

- al menos un ligante bituminoso, y

- al menos una composición que comprende:

i) de 50 % a 100 % en peso, con respecto al peso total de dicha composición, de un tensioactivo de la fórmula

(I) siguiente:

R-CO-O-(CH2)2-N+(R1R2R3)X1" (I)

en la que:

R es una cadena hidrocarbonada de C4-C32, preferiblemente de C7-C21, saturada o insaturada, lineal o ramificada, eventualmente hidroxilada,

R1, R2 y R3 representan cada uno, independientemente uno de otro, un radical alquilo de C1-C4,

X1 es un radical halógeno o mesilo,

ii) de 0 a 15 % en peso, con respecto al peso total de dicha composición, de HX1,

iii) de 0 a 40 % en peso, con respecto al peso total de dicha composición, de un ácido graso de la fórmula (III) R-CO-OH, y

iv) de 0 a 40 % en peso, con respecto al peso total de dicha composición, del compuesto de la fórmula (IV) HO-(CH2)2-N+(R1R2R3)X1" ;

composición en la que i) + ii) + iii) + iv) representa el 100 % en peso del peso total de dicha composición.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/050273.

Solicitante: CECA S.A..

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 89, Boulevard National 92250 La Garenne Colombes.

Inventor/es: GILLET, JEAN-PHILIPPE, JORDA, ERIC, BARRETO, GILLES, GONZALEZ LEON,JUAN ANTONIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > C08L95/00 (Composiciones de materiales bituminosos, p. ej. asfalto, alquitrán o brea)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes orgánicos > C08K5/19 (Compuestos de amonio cuaternario)

PDF original: ES-2526214_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composición que comprende un tensioactivo para betunes asfálticos

La presente invención se refiere a una composición que comprende un tensioactivo particular, a un procedimiento de preparación de dicho tensioactivo y a las aplicaciones de este tensioactivo y de estas composiciones especialmente en productos bituminosos.

Más particularmente, se refiere a composiciones bituminosas, por ejemplo en forma de emulsiones o de composiciones anhidras, que comprenden dichas composiciones, para la realización de diversos enlucidos, por ejemplo los enlucidos para impermeabilización de techos y los enlucidos superficiales, o también para la realización de superficies de carreteras, por ejemplo del tipo de recubrimientos en frío, o también para los ligantes anhidros tales como los recubrimientos en caliente, los enlucidos con betún asfáltico fluidificado.

En el marco de la presente invención, se entiende por betún asfáltico, productos o ligantes bituminosos o más simplemente ligante, el betún asfáltico natural y los betunes asfálticos derivados de un aceite mineral y las mezclas que resultan de los mismos. Los betunes asfálticos obtenidos por craqueo y los alquitranes se consideran también en la presente memoria como productos bituminosos en el sentido de la presente invención, así como las mezclas que pueden resultar de los mismos. Los residuos de destilación a vacío, de destilación, de precipitación (como por ejemplo, en propano), los betunes asfálticos soplados son ejemplos que se consideran dentro del alcance de esta invención.

Se consideran igualmente los ligantes para carreteras sintéticos o de origen vegetal que contienen resinas naturales modificadas o no, en mezcla con aceites de origen vegetal o sus derivados. Se consideran igualmente en esta memoria los betunes asfálticos diluidos con disolventes derivados del petróleo, los betunes asfálticos diluidos con aceites vegetales, así como las emulsiones bituminosas.

Tales productos o ligantes bituminosos se pueden utilizar como tales, por ejemplo, para su utilización como enlucidos de impermeabilización para los techos o como capas de adherencia para redes viarias. Alternativamente, se pueden mezclar con materias minerales, por ejemplo en forma de granulados, tales como arena, gravillas, etc.

Así pues, en el campo de la industria viaria se distinguen varias técnicas de preparación de materiales bituminosos para carreteras:

- las técnicas denominadas en frío, se basan en la utilización de emulsiones de betún asfáltico como ligante. El betún asfáltico se dispersa entonces en fase acuosa por acción mecánica en presencia de tensioactivos. Estas técnicas permiten utilizar el ligante y los granulados a temperaturas inferiores a 1 °C y lo más a menudo a temperatura ambiente.

- las técnicas denominadas en caliente, utilizan un ligante anhidro. El ligante se hace o se mantiene fluido en general por calentamiento a más de 1 °C. Entre estas técnicas, existen aquellas en las que los granulados utilizados se calientan y se secan a una temperatura elevada antes del contacto con el ligante. Un recubrimiento puede tener lugar a una temperatura alrededor de 14 °C o más, dependiendo de las características del ligante, en cuyo caso se habla de recubrimientos en caliente. En las técnicas con ligante anhidro se pueden citar también los enlucidos con betún asfáltico fluidificado o fluxado, en las que el betún asfáltico se hace fluido por la adición de un "diluyente" eventualmente secante.

- las técnicas denominadas templadas que permiten realizar las operaciones descritas anteriormente a temperaturas inferiores a las utilizadas para las técnicas en caliente para obtener recubrimientos templados. Aquí también se pueden distinguir las técnicas que emplean temperaturas superiores a 1 °C y las que emplean temperaturas inferiores a 1 °C, es decir, aquellas para las que es necesario un aporte de energía térmica para la producción del material viario que permita la presencia de agua líquida en una de las etapas del procedimiento.

- las técnicas que utilizan polímeros que se pueden añadir al betún asfáltico con el fin de obtener productos bituminosos con mejores propiedades mecánicas. Estos productos bituminosos modificados por los polímeros se utilizan en la construcción de carreteras, vías urbanas, aeropuertos, así como para la impermeabilización utilizando, por ejemplo, las técnicas mencionadas anteriormente. Los polímeros son moléculas grandes formadas por enlaces químicos covalentes entre varias unidades repetidas o monómeros. Generalmente es necesaria la modificación de los betunes asfálticos con polímeros de fuertes masas molares (al menos 1. g/mol) para mejorar las propiedades mecánicas del producto bituminoso. La modificación de los betunes asfálticos por los polímeros permite aumentar la flexibilidad a baja temperatura y aumentar el punto de reblandecimiento a alta temperatura. Esto permite igualmente aumentar la cohesión y el módulo del betún asfáltico, así como los de los materiales viarios, aumentando así la resistencia a la formación de roderas.

Cualquiera que sea la técnica utilizada entre las diferentes técnicas descritas anteriormente, generalmente es útil asociar la composición bituminosa con un aditivo seleccionado en función de la aplicación deseada.

Así pues, en las técnicas que utilizan emulsiones de betún asfáltico, se distinguen principalmente dos tipos de aplicación:

- las técnicas de recubrimiento, de las que se pueden citar, por ejemplo, entre las más utilizadas, las "grava- emulsiones", los "recubrimientos fundidos en frío" (ECF), los "recubrimientos densos en frío",

- las técnicas de extensión principalmente con los "enlucidos superficiales" y las "capas de adherencia.

Es sabido que para preparar una buena emulsión de extensión, se necesita una emulsión de ruptura rápida con el fin de que se desestabilice muy rápidamente después de la pulverización. Se necesita también una emulsión estable durante el almacenaje para evitar la ruptura en los tanques o en los camiones y con una buena adhesividad sobre todos los tipos de granulados y soportes.

Por regla general, las emulsiones que responden a estos criterios son emulsiones catiónicas utilizadas a un pH inferior a 7 y que dan una buena adhesividad sobre la mayor parte de los granulados disponibles. Los emulsionantes utilizados generalmente para estas técnicas de extensión son por lo tanto los tensioactivos catiónicos de tipo poliaminas, amidoaminas e imidazolinas sobre cadenas grasas (de 12 a 22 átomos de carbono) salificados con ácidos fuertes y más generalmente con ácido clorhídrico.

Así pues, los tensioactivos utilizados comúnmente para las emulsiones de las técnicas de extensión no siempre son satisfactorios en lo que se refiere a su inocuidad frente al medio ambiente. En efecto, estos tensioactivos pueden presentar cierta toxicidad y no son de origen renovable en un 1 %.

El documento FR 286991 A1 describe tensioactivos obtenidos a partir de alcoholes grasos derivados de los triglicéridos que constituyen los aceites vegetales. Sin embargo, este documento indica que los tensioactivos obtenidos a partir de ácidos grasos derivados de vegetales no permiten obtener emulsiones bituminosas estables. Además, el tensloactlvo descrito en el documento FR 286991 A1 es de una eficacia moderada. Como demuestran las dosis recomendadas en los ejemplos de este documento, es necesario pasar por una etapa de purificación muy complicada industrialmente y sobre todo muy costosa para poder reducir las dosis a aproximadamente ,25 %.

En las técnicas en callente que utilizan un ligante anhidro, se distinguen principalmente dos tipos de aplicación:

- los recubrimientos en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición bituminosa que comprende:

- al menos un ligante bituminoso, y

- al menos una composición que comprende:

i) de 5 % a 1 % en peso, con respecto al peso total de dicha composición, de un tensioactivo de la fórmula (I) siguiente:

R-C--(CH2)2-N+(R1R2R3)XÍ' (I)

en la que:

R es una cadena hidrocarbonada de C4-C32, preferiblemente de C7-C21, saturada o insaturada, lineal o ramificada, eventualmente hidroxilada,

R1, R2 y R3 representan cada uno, independientemente uno de otro, un radical alquilo de C1-C4,

X1 es un radical halógeno o mesilo,

ii) de a 15 % en peso, con respecto al peso total de dicha composición, de HX1,

iii) de a 4 % en peso, con respecto al peso total de dicha composición, de un ácido graso de la fórmula (III) R-CO-OH, y

iv) de a 4 % en peso, con respecto al peso total de dicha composición, del compuesto de la fórmula (IV)

HO-(CH2)2-N+(RiR2R3)X1" ;

composición en la que i) + ii) + iii) + iv) representa el 1 % en peso del peso total de dicha composición.

2. Composición bituminosa según la reivindicación 1, en la que X1 es el radical mesilo y R1, R2 y R3 son idénticos y representan cada uno el radical metilo.

3. Composición bituminosa según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque R es una cadena derivada de ácidos grasos presentes en los aceites vegetales naturales, preferiblemente seleccionados entre el aceite de colza, aceite de girasol, aceite de soja, aceite de linaza, aceite de coco, aceite de palma, aceite de ricino, y mezclas de los mismos.

4. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque R se deriva de un ácido graso seleccionado entre ácido oleico, ácido láurico, ácido palmltlco, ácido ricinoleico, ácido linoleico y mezclas de los mismos, preferiblemente R se deriva del ácido oleico.

5. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque R representa un radical CnH2n+x en el que 7 <n <21 y x es - 2, o 2.

6. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en forma de emulsión, que comprende además agua, con preferencia en cantidad comprendida entre 2 % y 6 % en peso de agua con respecto a la composición en forma anhidra.

7. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además al menos un co-tensioactivo seleccionado entre tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos, tensioactivos no iónicos y mezclas de los mismos.

8. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además al menos un aditivo seleccionado entre:

> A1: el producto cuya fórmula química es R--((CH2CH(CH3))a-(CH2CH2)b)cP(=)-Hd siendo P el átomo de fósforo, c comprendido entre 1 y 2, c + d igual a 3, a comprendido entre y 3, b comprendido entre y 6 y representando R una cadena hidrocarbonada que tiene de 6 a 3 átomos de carbono,

> B1: el producto de la reacción de (di)alqu(en)ilfenoles sobre aldehidos, teniendo los aldehidos de 1 a 1 átomos de carbono y más particularmente de 1 a 5 átomos de carbono, y más particularmente el paraformaldehido o el acetaldehido, seguido de una (poli)etoxilación y/o (poli)oxipropilación, teniendo los grupos alqu(en)ilo entre 1 y 5 átomos de carbono, y preferiblemente entre 2 y 2 átomos de carbono, y más preferiblemente de 3 a 12 átomos de carbono, y pudiendo ser idénticos o diferentes en el caso de dialqu(en)ilfenoles, teniendo la parte formada por (poli)oxietilación y/o (poli)oxipropilación una masa molar superior o igual a 45 g/mol e inferior a

2. g/mol, variando el número de unidades fenólicas del producto A B1 entre 3 y 5,

> C1: copolímero de 2,2-b¡s(4-h¡drox¡fenil)propano-ep¡clorh¡dr¡na (poli)oxietilado y/o (poli)oxipropilado, teniendo la parte formada por (poli)oxietilación y/o (poli)oxipropilación una masa molar superior o igual a 45 g/mol e Inferior a 2. g/mol,

> D1: copolímero de b¡s(4-hidrox¡fen¡l)etano-ep¡clorhidr¡na (poli)etoxilado y/o (poli)ox¡prop¡lado, teniendo la parte formada por (poli)etoxilación y/o (poli)ox¡prop¡lac¡ón una masa molar superior o igual a 45 g/mol e inferior a

2. g/mol,

> E1: copolímero de b¡s(4-hidrox¡fen¡l)metano-ep¡clorhidr¡na (poli)oxietilado y/o (poli)ox¡prop¡lado, teniendo la parte formada por (poli)oxietilación y/o (poli)ox¡prop¡lac¡ón una masa molar superior o igual a 45 g/mol e inferior a

2. g/mol,

> F1: el producto de la (poli)oxietllac¡ón y/o (poli)ox¡prop¡lac¡ón de un ácido alquildicarboxílico o mezcla de ácidos alquildicarboxílicos, teniendo los grupos alquilo entre 1 y 2 átomos de carbono y preferiblemente entre 1 y 1, teniendo el conjunto de las partes formadas por (poli)oxietilación y/o (poli)oxipropilación una masa molar superior a 1 g/mol e inferior a 2. g/mol,

> G1: el producto de la (poli)oxietilación y/o (poli)oxipropilación de un ácido graso cuyo número de átomos de carbono está comprendido entre 1 y 3, y más particularmente sobre el ácido graso de aceite de resina, teniendo la parte formada por (poli)oxietilación y/o (poli)oxipropilación una masa molar superior a 1 g/mol e inferior a 2. g/mol,

> H1: el producto de la reacción entre el producto B1 y la mezcla de los productos F1 y G1,

> 11: sal de ácido alqu(en)il(aril)sulfónico y alqu(en)il(ar¡l)am¡na, teniendo las unidades alqu(en)il(arilo) un número de átomos de carbono comprendido entre 6 y 3, y más particularmente la sal de ácido dodecilbencenosulfónico y amina de sebo, así como la sal de ácido dodecilbencenosulfónico y ciclohexilamina,

> J1: sal de ácido alqu(en)il(aril)sulfónico y morfolina o pirazina o pirazollna o plrazolona o piridina o plrldona o pirimidina o pirrol o pirrolidina o pirrolidona o pirrolina o toluidlna o ¡mldazol o ¡ndol o indolina u oxlndol, teniendo las unidades alqu(en)il(arilo) un número de átomos de carbono comprendido entre 6 y 3, y más particularmente la sal de ácido dodecilbencenosulfónico y morfolina,

> K1: copolímero o copolímeros de óxido de etlleno - óxido de propileno, estadísticos o en bloques, de masa molar comprendida entre 5 g/mol y 2. g/mol, de relación másica (óxido de etileno sobre el copolímero) comprendida entre 1 % y 7 %, solos o en mezcla con otros miembros de esta clase.

9. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además al menos un componente capaz de formar una red supramolecular.

1. Composición bituminosa según la reivindicación 9, en la que el componente capaz de formar una red supramolecular es el polímero supramolecular derivado de la reacción entre la 2-aminoetlllmidazolidin-2-ona (UDETA) y/o 3-amino-1,2,4-triazol y una mezcla que contiene:

de 51 % a 1 % en peso de uno o varios dímeros de ácidos grasos idénticos o diferentes y/o uno o varios trímeros de ácidos grasos idénticos o diferentes; y

de a 49 % en peso de uno o varios monómeros de ácidos grasos idénticos o diferentes y/o de uno o varios oligómeros superiores de ácidos grasos, iguales o diferentes.

11. Composición bituminosa según la reivindicación 9, en la que el componente capaz de formar una red supramolecular es una estructura supramolecular formada por el conjunto de polímeros convencionales con ayuda de enlaces físicos, estando injertados los polímeros convencionales con al menos un grupo funcional por polímero, grupo capaz de ¡nteractuar a través de enlaces de hidrógeno.

12. Utilización de una composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para la fabricación de productos bituminosos para aplicaciones en carreteras o cubiertas impermeabilizantes, tales como por ejemplo los enlucidos o capas de adherencia, recubrimientos almacenables abiertos, grava-emulsiones o también recubrimientos densos en frío.

13. Producto bituminoso que comprende al menos una composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.