MEMBRANA DE ESTANQUEIDAD PREFABRICADA A BASE DE LIGANTE BITUMINOSO MODIFICADO POLIURETANO Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACION.

Membrana de estanqueidad prefabricada, que presenta una gran estabilidad a los UV y se halla constituida por un soporte o refuerzo,

tal como uno o varios armazones fibrosos o no, recubierto en al menos una de sus caras, y preferentemente impregnado en su totalidad con una composición a base de asfalto modificado, cuya membrana se caracteriza: porque la composición bituminosa termoplástica de enducción y/o impregnación se halla constituida por un ligante asfáltico modificado por un poliuretano termoplástico que presenta la siguiente formulación ponderal: - 40 a 90% de asfalto, - 10 a 50% de poliuretano termoplástico, - 0 a 10% de aceite aromático, - 0 a 50% de cargas, - 0 a 0,5% de catalizador, y porque el poliuretano termoplástico se halla desprovisto de doble enlace carbono-carbono y se obtiene a partir de un diisocianato de funcionalidad comprendida entre 2,0 y 2,1, de un ppoliol de funcionalidad comprendida entre 1,95 y 2,05 que no comporta enlaces etilénicos y de un alargador de cadena, y porque el ligante bituminoso modificado queda en condiciones de ser reblandecido bajo el efecto del calor y de recuperar sus propiedades después del enfriamiento

Membrana de estanqueidad prefabricada a base de ligante bituminoso modificado poliuretano y procedimiento de fabricación.

La presente invención hace referencia a las membranas de estanqueidad prefabricadas flexibles a base de ligante bituminoso que se utilizan principalmente para dotar de estanqueidad a las cubiertas de los edificios, a las obras de arte y enálogos, y tiene por objeto una membrana de este tipo a base de un ligante bituminoso modificado poliuretanado, así como a su procedimiento de fabricación.

Desde hace muchos años son ya conocidas las membranas a base de asfalto modificado por los polímeros del tipo SBS (Estireno Butadieno Estireno) o APP (= PPA: Polipropileno Atáctico), que han sido ampliamente desarrollados desde los años 1970 en el sector de las cubiertas en forma de terraza.

Constituye una necesidad la modificación de los asfaltos de destilación directa procedentes de las refinerías. En efecto, los asfaltos clásicos que se utilizan en especial en la industria de las carreteras, presentan unos puntos de reblandecimiento del orden de 40ºC y a partir de los -5ºC son duros y cortantes como si se tratara de cristal.

Sin embargo, estas temperaturas de utilización resultan excesivamente limitativas en vistas a la utilización en cubiertas, en el marco de la cual el margen de temperaturas en función de los climas puede variar entre -40ºC y 110ºC.

Resulta pues necesario modificar el asfalto. Las técnicas clásicas consisten en la modificación por medio de polímeros termoplásticos del tipo, por ejemplo, de los elastómeros en bloque (SBS, SEBS (por Estireno Etileno Butadieno Estireno) ...) o plastómeros (poliolefina del tipo PPA, EVA, PPI, APAO (para α poliolefina amorfa)).

Así, para una modificación SBS, resulta posible obtener un ligante bituminoso que presente un punto de reblandecimiento del orden de 125ºC y una flexibilidad a baja temperatura del orden de -30ºC. El margen de utilización de un ligante modificado por polímeros plastómeros se halla por lo general comprendido entre -15ºC y 150ºC.

Sin embargo, las membranas realizadas a base de ligantes bituminosos modificados por los referidos polímeros adolecen de unos determinados límites: estos polímeros son sensibles a los UV y, como consecuencia de ello, la última capa requiere una protección específica suplementaria contra la agresión de los UV.

La indicada protección, cuando se integrada en la membrana prefabricada, se realiza en la actualidad ya sea a base de hojas metálicas (aluminio, cobre o acero inoxidable), ya sea por medio de hojuelas o granulados de pizarra o de mica espolvoreados sobre la superficie durante el proceso de fabricación. Estas protecciones, denominadas "auto-protecciones" representan un sobrepeso que puede alcanzar hasta 1,5 kg/m², representando hasta un 30% del peso total de la membrana y aumentando sensiblemente el precio de costo de la membrana final.

Aparte los UV, los productos ya conocidos a los que se ha hecho referencia envejecen rápidamente en relación con la duración de vida de las correspondientes obras y se degradan por oxidación, no garantizando un grado efectivo de estanqueidad durante un prolongado periodo de tiempo. En efecto, resulta necesario rehacer la estanqueidad cada entre 15 y 20 años como promedio.

Desde hace algunos años se han desarrollado unos revestimientos bituminosos modificados poliretanados. Estos productos hallan especialmente una aplicación en el revestimiento de las carreteras y en la estanqueidad de las obras de arte y de las edificaciones. Los productos de este tipo actualmente conocidos son:

- aplicables en frío: el producto se presenta bajo la forma líquida, mono o bicompuesto, y alcanza sus características una vez reticulado.

- aplicables en caliente: la polimerización se lleva a cabo con el asfalto caliente justo antes su aplicación en la obra.

Por ejemplo, en la patente francesa número 2 064 750 se describe un ligante bituminoso termoplástico que contiene hasta un 10% de poliuretano. Los polioles utilizados presentan funcionalidades superiores a 2, pudiendo alcanzar hasta 8. El ligante conserva sus propiedades termoplásticas como consecuencia de la reducida proporción de polímero.

El procedimiento descrito en la patente francesa a la que se na hecho referencia requiere la realización de una mezcla en la obra a unas temperaturas elevadas que pueden alcanzar los 200ºC.

Por otra parte, a través de la solicitud europea número 1 013 716 del 23 de diciembre de 1999, a nombre de la propia recurrente, es ya conocida una composición líquida monocompuesta a base de asfalto y de poliuretano que puede ser aplicada en frío sobre el soporte que se trate de dotar de estanqueidad.

Sin embargo, los productos conocidos a través de las patentes francesa y europea a las que se ha hecho referencia no resultan adecuados para la realización en fábrica de membranas prefabricadas.

A través del documento WO 97/03253, es ya conocido un material en forma de hojas destinado a constituir una barrera contra la humedad, que comprende una capa de una mezcla asfalto/poliuretano aplicada sobre una película de polímero y recubierta con una película desprendible.

La película de polímero realiza la protección de la capa bituminosa contra los agentes exteriores, especialmente contra los Uv, y la indicada capa bituminosa presenta unas propiedades de adhesividad en frío y no resulta apta para ser recalentada antes de la aplicación de la hoja de material.

El problema que se plantea en la presente invención consiste en proponer una membrana de estanqueidad prefabricada a base de ligante bituminoso modificado que pueda ser fabricada de una manera industrial siguiendo las técnicas normales de enducción o de impregnación, tales como el calandrado (eventualmente, ligeramente adaptado), apta para ser reblandecida por calentamiento antes de su colocación sin modificación de sus características, que presente un alto grado de estabilidad ante los UV (ultra-violetas) y una notable resistencia a la oxidación y al envejecimiento al estar expuesta a las agresiones de los agentes atmosféricos y climáticos.

Al indicado efecto, la invención tiene por objeto una membrana de estanqueidad prefabricada constituida por un soporte o refuerzo, tal como uno o varios armazones fibrosos o no, recubierto sobre una al menos de sus caras, y preferentemente impregnado en su totalidad (es decir, sobre todo su o sus espesores; con una composición a base de asfalto modificado, caracterizada porque la composición bituminosa termoplástica de enducción y/o impregnación esta constituida por un ligante bituminoso termoplástico de modificado por un poliuretano termoplástico según la reivindicación 1, que presenta la siguiente formulación ponderal:

- 0 a 90% de asfalto,

- entre un 10 y un 50% de poliuretano termoplástico,

- 0 a 10% de aceite aromático,

- 0 a 50% de cargas,

- 0 a 0,5% de catalizador.

La idea básica ue la invención consiste, pues, en realizar una membrana armada a base de un ligante bituminoso modificado por un poliuretano termoplástico. La membrana se aplicará preferentemente en la obra por soldadura con un soplete o con aire caliente: el producto (es decir, la composición bituminosa termoplástica) se reblandece bajo la acción del calor y recupera la totalidad de sus propiedades al enfriarse. Cabría igualmente aplicarse la membrana por adhesión total (por ejemplo, en frío) o a través de unas bandas o unos puntos.

Teniendo en cuenta la naturaleza química de los polioles y de los isocianatos que se utilizan, el indicado tipo de ligante modificado presenta la ventaja de ser estable a los Uv y de ser muy poco sensible a la oxidación.

De esta manera, las moléculas utilizadas no contendrán dobles enlaces carbono-carbono y los polioles utilizados no comportarán enlaces etilénicos.

Por otra parte, en función de los polioles y los isocianatos utilizados y de las cantidades de polímero empleadas, resulta posible obtener unos productos dotados de diferentes características, eventualmente ajustados al efecto que interese por medio de los aditivos seleccionados.

La síntesis de los TPU (poliuretanos termoplásticos) es ya bien conocida por los técnicos en la materia y se halla ampliamente descrita en la literatura especializada. Esta síntesis puede realizarse ya sea por la vía denominada "one shot" (en una sola...

1. Membrana de estanqueidad prefabricada, que presenta una gran estabilidad a los UV y se halla constituida por un soporte o refuerzo, tal como uno o varios armazones fibrosos o no, recubierto en al menos una de sus caras, y preferentemente impregnado en su totalidad con una composición a base de asfalto modificado,

cuya membrana se caracteriza:

porque la composición bituminosa termoplástica de enducción y/o impregnación se halla constituida por un ligante asfáltico modificado por un poliuretano termoplástico que presenta la siguiente formulación ponderal:

- 40 a 90% de asfalto,

- 10 a 50% de poliuretano termoplástico,

- 0 a 10% de aceite aromático,

- 0 a 50% de cargas,

- 0 a 0,5% de catalizador,

y porque el poliuretano termoplástico se halla desprovisto de doble enlace carbono-carbono y se obtiene a partir de un diisocianato de funcionalidad comprendida entre 2,0 y 2,1, de un ppoliol de funcionalidad comprendida entre 1,95 y 2,05 que no comporta enlaces etilénicos y de un alargador de cadena, y

porque el ligante bituminoso modificado queda en condiciones de ser reblandecido bajo el efecto del calor y de recuperar sus propiedades después del enfriamiento.

2. Membrana de estanqueidad según la reivindicación 1, caracterizada porque la composición bituminosa de enducción y/o de impregnación presenta la siguiente formulación ponderal:

- 60 a 80% de asfalto,

- 15 a 40% de poliuretano termoplástico,

- 0 a 40% de cargas,

- 0 a 5% ue aceite aromático,

- 0 a 0,5% de catalizador.

3. Membrana de estanqueidad según una cualesquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la composición bituminosa de enducción y/o de impregnación contiene igualmente entre un 0,01 y un 20% en peso de uno o varios aditivos que mejoran la adnesividad, la resistencia al fuego o a las llamas y/o la resistencia a las raíces de la indicada composición.

4. Membrana de estanqueidad según una cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el poliuretano termoplástico se obtiene a partir de un diisocianato de funcionalidad sensiblemente igual a 2, preferentemente un diisocianato aromático, de un poliol de funcionalidad sensiblemente igual a 2, preferentemente elegido dentro del grupo constituido por los poliésteres, los poliésteres, los policarbonatos y las mezclas de estos polioles, de masas molares comprendidas entre 1000 y 5000, y de un agente alargador de cadena, preferentemente un diol de masa molar comprendida entre 50 y 500.

5. Membrana de estanqueidad según una cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el poliuretano termoplástico se halla constituido por un grupo de segmentos duros comprendido entre un 10 y un 40%.

6. Membrana de estanqueidad según una cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el o los materiales que constituyen las cargas se eligen dentro del grupo de las cargas minerales constituido por la tiza, el sílice, el talco, la colomía, el caolín y las posibles mezclas de dos o varias de estas substancias.

7. Procedimiento para la fabricación de una membrana de estanqueidad según una cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque consiste en sintetizar un prepolímero del poliuretano termoplástico, en introducir dicho prepolímero en el asfalto calentado a una temperatura superior a su temperatura de fusión, en añadir seguidamente al menos el agente alargador de cadena, después el catalizador y, en fin, los restantes componentes, en calentar y agitar la mezcla resultante, preferentemente de una manera intermitente, hasta alcanzar una polimerización completa, para obtener una composición que presente una formulación ponderal según una cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y, en fin, en aplicar la composición bituminosa caliente formando una capa sobre un soporte tal como un armazón fibroso, a través de una o varias operaciones de enducción y/o de impregnación.

8. Procedimiento para la fabricación de una membrana de estanqueidad según una cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque consiste en calentar el asfalto a su temperatura de fusión, preferentemente a 100ºC, en añadir entonces el o los polioles y el isocianato destinados a constituir el poliuretano termoplástico, en agitar la mezcla intermedia resultante hasta la obtención de aproximadamente el porcentaje de NCO teórico, en añadir seguidamente el agente alargador de cadena, el catalizador y, eventualmente, los restantes componentes, en aumentar progresivamente la temperatura de la mezcla final hasta aproximadamente los 180ºC, agitando de manera intermitente o continua, hasta la completa polimerización, para obtener una composición que presenta una formulación ponderal según una cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y, en fin, en aplicar la composición bituminosa modificada caliente, formando una capa sobre un soporte tal como un armazón fibroso, a través de una o varias operaciones de enducción o impregnación.

9. Procedimiento según una cualesquiera de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque la proporción isocianato/poliol se haya comprendida entre 1,0 y 1,1, siendo de preferencia aproximadamente de 1,05.