UTILIZACIÓN DE FIBRAS DE REFUERZO TEXTILES QUE SE DERIVAN DEL RECICLADO DE DESECHOS DE CAUCHO PARA LA PRODUCCIÓN DE PLACAS BITUMINOSAS.

Utilización del 1 al 15% en masa de una fracción fibrosa que se deriva del reciclado de componentes de neumáticos de caucho que presentan una longitud de fibra de 0,

2 a 5 mm y un peso volumétrico de 150 a 200 g/l calculado con respecto a la masa bituminosa modificada con copolímero de SBS o SBR que va a aplicarse sobre el soporte en el transcurso de la fabricación de membranas de impermeabilización que obtienen una calidad mejorada

La presente invención se refiere a la utilización de fibras de refuerzo textiles que se derivan del reciclado de desechos de caucho para la producción de un compuesto bituminoso en el transcurso de la fabricación de membranas bituminosas modificadas con elastómero.

Es conocido que las placas de aislamiento bituminosas se fabrican aplicando un compuesto bituminoso oxidado 5 de un determinado grosor de capa sobre el soporte de material de refuerzo, que puede ser de material textil de fibra sintética o de fibra de vidrio, utilizando la tecnología de recubrimiento por inmersión. Las características mecánicas de los productos están determinadas principalmente por la calidad del material de soporte, aunque sus características de resistencia al agua y de duración a largo plazo están determinadas por la calidad del compuesto aplicado.

Con el fin de mejorar las características térmicas y de impermeabilización del compuesto bituminoso, se 10 añaden al mismo unos materiales sintéticos. Con la utilización de elastómeros de tipo caucho puede reducirse el agrietamiento en frío de las placas y el valor de temperatura crítica característico y puede aumentarse la flexibilidad de la capa de la placa. Estos elastómeros son solubles en el betún como materiales coloidales, reducen la temperatura de agrietamiento en frío del compuesto bituminoso y mejoran el comportamiento flexible del compuesto. Con la utilización del otro grupo de aditivos, los plastómeros (tales como polímeros de etileno-propileno) puede aumentarse la resistencia 15 al calor del producto hasta entre 140 y 150ºC. Entre los aditivos elastoméricos, merece la pena destacar los copolímeros de SBS (estireno-butadieno-estireno).

La mayoría de placas bituminosas modificadas con elastómero siguen siendo flexibles y dúctiles incluso a entre -20 y 25ºC, siendo su resistencia al calor convencional de 110 a 120ºC.

En el caso de la modificación del betún con elastómeros, tales como SBS, como es conocido, existe un valor 20 crítico desde el aspecto de la realización de la tecnología, que es la denominada “concentración de transición”. Esta concentración significa la cantidad mínima de polímero modificador que ha de disolverse en el betún, en el caso de que el elastómero adopte el papel de matriz bituminosa. Esto sucede porque los elastómeros, debido a su estructura molecular amorfa, poco rígida, que contiene numerosos dobles enlaces, se hinchan y multiplican su volumen en la fase líquida, aceitosa (denominada “malteno”) del betún, y el polímero hinchado creado de esta manera, como fase continua, 25 determina las características compuestas del conjunto betún-elastómero por encima de la concentración de transición, haciendo que sea “similar al caucho”.

El propio betún es también un sistema coloidal, un producto de la refinación del petróleo, e incluso tras las etapas técnicas de este proceso, conserva una estabilidad coloidal significativa, que es la fase dispersa (la denominada asfalteno) y el medio de dispersión líquido no se separa en sus componentes. La diversidad de estos componentes y 30 fases se ha demostrado mediante investigación, y a pesar de la intervención tecnológica de refinación a veces drástica, el sistema es estable, su estructura está determinada por su historia geoquímica inicial. Actualmente, el objetivo es maximizar la emisión de los denominados “productos de línea blanca” de petróleo crudo, y debido a esto se producen frecuentemente problemas relacionados con la estabilidad coloidal del betún.

En el caso de la modificación con polímeros, tal como añadir SBS, se añaden componentes adicionales al 35 betún, como resultado de que aparte de una posible desestabilización inherente que se deriva de la refinación, pueden producirse problemas de estabilidad adicionales. Dependiendo de la calidad del betún, la “concentración de transición” anterior puede diferir en el caso de diferentes tipos de betún, pero el sistema disperso antes de la transición es bastante inestable, de modo que por ejemplo no es adecuada para la producción de membranas de impermeabilización. En el caso de modificación con SBS, la concentración de transición puede ser baja en comparación con otros polímeros (en 40 un caso dado del 4-6%), pero la matriz polimérica hinchada producida de esta manera es todavía bastante blanda directamente tras la transición, el punto de reblandecimiento de anillo y bola es demasiado bajo, y las características de la placa fabricada a partir de la misma son bastante débiles. Junto al aumento de la resistencia mecánica, la resistencia en frío también mejora rápidamente a medida que aumenta la cantidad del agente de modificación en el caso de concentraciones por encima del punto de transición, y alcanza su valor óptimo cuando la matriz de polímero-malteno, 45 que es el SBS hinchado, ha alcanzado su resistencia en frío, flexibilidad y capacidad estructural o “potencial”. En este punto, se logra un orden típico. El efecto que puede lograrse, en principio debido a las características materiales del agente de modificación, en un caso concreto la proporción que produce la estructura realizada realmente en el producto depende de la estructura química del producto de SBS dado, y también depende del betún en gran medida. En un caso dado, los fabricantes de placas bituminosas pueden y necesitan compensar la baja calidad del betún hasta un 50 determinado límite aumentando la concentración de SBS, pero hace que el polímero sea menos eficaz, debido a que el “potencial” que resulta de su estructura molecular no puede utilizarse con una eficacia industrial apropiada en tales casos de “sobredosis”. Además, también requiere una inversión financiera significativamente mayor por parte de los productores debido a los costes de materiales básicos superiores provocados por la cantidad extra de modificador de elastómero. 55

Por consiguiente, aunque puede equilibrarse la baja calidad del betún con un aumento de la cantidad de aditivos, debido a consideraciones económicas sería más favorable hacer lo contrario, es decir, reducir la cantidad añadida de SBS. En la producción de placas, junto a una cantidad de SBS fijada entre el 10 y el 12% en masa sin relleno en promedio calculado con respecto al compuesto bituminoso según el estado de la técnica, el efecto técnico

esperado total no se logra generalmente, ya que no se crea la estructura de SBS óptima, es decir el denominado “potencial del material”, que se debe a la estructura molecular del producto de modificación, sólo se logra en parte en las características del compuesto bituminoso en la industria práctica.

Además de o en lugar de SBS, se llevan a cabo experimentos con diferentes aditivos adicionales para modificar el betún. Algunos de dichos experimentos se realizan básicamente utilizando desechos, ya que, en este caso, también 5 se consigue un coste neto relativamente bajo y un beneficio de protección medioambiental, ya que la eliminación de desechos requiere costes. Por ejemplo, a partir de las fracciones producidas en el transcurso de neumáticos de caucho utilizados, se ha sugerido el caucho molido como aditivo, ya que es adecuado, sin duda, para la compensación parcial de la reducción del punto de reblandecimiento que resulta del deterioro de la calidad del betún.

En términos generales, todas las tecnologías de reciclado, de procesamiento de neumáticos de caucho 10 consisten en tres etapas: corte preliminar, granulación y molienda en frío (criogénica). Éstas están acompañadas por diferentes procesos de tamizado y clasificación. En el transcurso del corte preliminar, tras separar los diferentes tipos de neumáticos (coche, camión, otros), se corta el objeto de caucho en trozos del tamaño de la palma de la mano utilizando cizallas giratorias. El proceso de granulación consiste en varias fases. En el transcurso del mismo, el material cortado de forma preliminar se corta en trozos gradualmente más pequeños en molinos trituradores en serie. Esto se denomina 15 trituración a temperatura ambiente. Durante los siguientes procesos de tamizado y clasificación, se producen tres fracciones: gránulos de caucho, chatarra de acero y fibras. Esta última fracción se dispone en un separador, en el que se retira el metal residual y se realiza una pulverización y corte de fibra adicionales. Durante la molienda en frío, se enfrían los gránulos de caucho con nitrógeno líquido, y este material sólido vítreo se pulveriza en un molino especial. El diagrama de flujo de la tecnología...

1. Utilización del 1 al 15% en masa de una fracción fibrosa que se deriva del reciclado de componentes de neumáticos de caucho que presentan una longitud de fibra de 0,2 a 5 mm y un peso volumétrico de 150 a 200 g/l calculado con respecto a la masa bituminosa modificada con copolímero de SBS o SBR que va a aplicarse sobre el soporte en el transcurso de la fabricación de membranas de impermeabilización que obtienen una calidad mejorada. 5

2. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque la fracción fibrosa es una masa fibrosa que contiene del 5 al 70% de caucho molido recuperado y separado en el transcurso del reciclado de desechos de caucho, cuya masa fibrosa es típicamente una mezcla de celulosa, poli(tereftalato de etileno) (PET), poliacrilato y poliamida (PA 66).