Composición bituminosa que comprende al menos un bitumen y al menos una molécula organogelificante sola o mezclada,

dicha molécula organogelificante está representada por la siguiente fórmula general (I):

en la que:

- A representa un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado, saturado o insaturado, acíclico, cíclico o policíclico, de 3 a 92 átomos de carbono, procedente de la polimerización de las cadenas laterales de al menos un ácido graso insaturado,

- X representa un grupo NH o un átomo de oxígeno O,

- R1 representa un grupo elegido entre: un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado de 2 a 40 átomos de carbono que comprende, eventualmente, uno o varios heteroátomos y, eventualmente, una o varias insaturaciones, o un grupo aromático sustituido o no,

- R2 representa un grupo elegido entre: un átomo de hidrógeno, un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado de 1 a 40 átomos de carbono que incluye uno o varios heteroátomos y, eventualmente, una o varias insaturaciones, o un grupo aromático sustituido o no,

- m y n representan, independientemente uno del otro, un número entero que varía de 1 a 4,

- p representa un número entero que varía de 0 a 4,

- q representa un número entero que varía de 1 a 4 o una combinación de estos valores,

-Y representa un grupo que comprende un donante de enlace hidrógeno como el grupo NH y un aceptante de enlace hidrógeno como el grupo C=O.

Composición bituminosa elástica reticulada de modo termorreversible.

Campo técnico

La presente invención pertenece al campo de los bitúmenes. Más específicamente, se refiere a composiciones bituminosas que contienen moléculas organogelificantes. Las composiciones bituminosas reticuladas de manera termorreversible son duras y elásticas a temperaturas de uso y presentan una viscosidad reducida a las temperaturas de aplicación.

La invención también se refiere a la utilización de estas composiciones bituminosas en el campo de las aplicaciones de carreteras, fundamentalmente en la fabricación de ligantes asfálticos, y en el campo de las aplicaciones industriales. La invención también se refiere al procedimiento de preparación de estas composiciones bituminosas.

Contexto técnico

La utilización del bitumen en la fabricación de materiales de aplicación en carreteras o a nivel industrias se conoce desde hace mucho tiempo: el bitumen es el principal ligante hidrocarbonado que se utiliza en el ámbito de la construcción de carreteras o de la ingeniería civil. Para poder utilizarse como ligante en estas diferentes aplicaciones, el bitumen debe presentar algunas propiedades fisicoquímicas y mecánicas. Fundamentalmente, debe ser suficientemente duro a temperaturas de uso para evitar, por ejemplo, la formación de roderas provocada por el tráfico. El bitumen también debe ser elástico para resistir a las deformaciones impuestas por el tráfico y/o los cambios de temperatura, fenómenos que provocan fisuras en los materiales revestidos o la desintegración de los granulados superficiales. Por último, el bitumen debe ser suficientemente fluido, a temperaturas de aplicación lo menos elevadas posible, para permitir un buen recubrimiento de los granulados y la aplicación de la mezcla bituminosa en la carretera así como su compactación utilizando los medios técnicos actuales con los que cuenta la profesión vial. Por lo tanto, la aplicación de un ligante bituminoso necesita conjugar la dureza y la elasticidad del bitumen a temperaturas de uso con una baja viscosidad a temperaturas de aplicación. Como el bitumen solo no suele ser bastante elástico, se le agregan polímeros que, eventualmente, pueden estar reticulados. Estos polímeros reticulados aportan a las composiciones bituminosas propiedades elásticas claramente mejoradas. Sin embargo, la reticulación es irreversible; una vez realizada, no es posible volver al estado inicial, el que existía antes de la reacción de reticulación. Las composiciones bituminosas reticuladas tienen buenas propiedades elásticas, pero su viscosidad es muy alta. De hecho, no se puede obtener, a la vez, una buena elasticidad y una composición fluida con polímeros reticulados de modo irreversible. Las propiedades mecánicas como la elasticidad, pueden favorecerse mediante una reticulación de los polímeros, mientras que la fluidez puede favorecerse por una ausencia de reticulación o una baja reticulación de los polímeros. Según las aplicaciones consideradas, es necesario encontrar la relación correcta entre las propiedades mecánicas, como la elasticidad y la fluidez, adaptando el nivel de reticulación o la naturaleza de la misma.

Técnica anterior

Las reticulaciones según la técnica anterior suelen ser reticulaciones irreversibles basadas en la formación de enlaces covalentes entre los polímeros. De este modo, una de las reticulaciones más utilizadas en el campo de los bitúmines es la reticulación con azufre o vulcanización. En la reticulación con azufre, las cadenas más o menos cortas de azufre (en general, de 8 a 2 átomos de azufre) ligan los polímeros de modo covalente. Adaptando la naturaleza química del donante de azufre y/o del polímero, de la temperatura, la concentración del polímero y/o los donantes de azufre, la sociedad solicitante desarrolló y patentó un gran número de composiciones bituminosas reticuladas con propiedades claramente mejoradas respecto del bitumen sin polímeros y respecto de la mezcla física bitumen/polímero no reticulado. Entre las patentes de la empresa solicitante, podemos citar, fundamentalmente, las siguientes referencias: FR2376188, FR2429241, EP0799280, EP0690892.

Recientemente, la empresa solicitante, en dos solicitudes de patente no publicadas, desarrolló un nuevo modo de reticulación reversible de polímeros, basado en la utilización de polímeros de injerto que se asocian a temperaturas de uso a través de largos dominios parafínicos, asociación que desaparece a temperaturas de aplicación.

Objetivos de la invención En estas circunstancias, el objetivo de la presente invención es proponer nuevas composiciones bituminosas reticuladas de modo termorreversible.

Otro objetivo de la invención es proponer composiciones bituminosas que presenten, a temperaturas de uso, las propiedades de las composiciones bituminosas reticuladas de modo irreversible a nivel de elasticidad y dureza, y que presenten una viscosidad reducida a temperaturas de aplicación.

Otro objetivo de la invención es proponer un procedimiento simple de preparación de composiciones bituminosas reticuladas de modo termorreversible.

Breve descripción

La invención se refiere a una composición bituminosa que comprende al menos un bitumen y al menos una molécula organogelificante sola o mezclada, dicha molécula organogelificante está representada por la siguiente fórmula general (I) :

en la que:

- A representa un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado, saturado o insaturado, acíclico, cíclico o policíclico, de 3 a 92 átomos de carbono, procedente de la polimerización de las cadenas laterales de al menos un ácido graso insaturado,

-X representa un grupo NH o un átomo de oxígeno O,

- R1 representa un grupo elegido entre: un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado de 2 a 40 átomos de carbono que incluye, eventualmente, uno o varios heteroátomos y, eventualmente, una o varias insaturaciones, o un grupo aromático sustituido o no,

- R2 representa un grupo elegido entre: un átomo de hidrógeno, un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado de 1 a 15 40 átomos de carbono que comprende uno o varios heteroátomos y, eventualmente, una o varias insaturaciones,

o un grupo aromático sustituido o no, -m y n representan, independientemente uno del otro, un número entero que varía de 1 a 4, -p representa un número entero que varía de 0 a 4, -q representa un número entero que varía de 1 a 4 o una combinación de estos valores, -Y representa un grupo que comprende un donante de enlace hidrógeno como el grupo NH y un aceptante de enlace hidrógeno como el grupo C=O. De preferencia, Y representa un grupo elegido entre los grupos urea NHCONH-, amida -NHCO-, uretano -OCONH- o urea de fórmula general (II) :

r es un número entero con un valor de 2 ó 3, p con un valor de 0 y n con un valor de 1.

De preferencia, los ácidos grasos insaturados son ácidos grasos insaturados de 4 a 24 átomos de carbono (C4 a C24) , de preferencia de 11 a 22 átomos de carbono (C11 a C22) , de preferencia de 16 a 18 átomos de carbono (C16 a C18) .

Más preferentemente, los ácidos grasos insaturados son ácidos grasos insaturados de 18 átomos de carbono en 30 C18, en particular elegidos entre el ácido oleico, el ácido linoleico, el ácido linolénico solo o mezclado.

De preferencia, la molécula organogelificante de fórmula general (I) se presenta en forma de una mezcla de más del 70% de moléculas organogelificantes de fórmula general (I) donde q = 2 y/o q=3.

De preferencia, el agrupamiento R1 y/o R2 representa un grupo aromático sustituido por grupos alquilos y/o grupos alcoxi.

En un modo de realización preferente, Y representa un grupo urea -NHCONH-, en el que, de preferencia, n tiene un valor de 1, m y p un valor de 1 o m y p un valor de 2.

En otro modo de realización preferente, Y representa un grupo urea de fórmula general (II) : r es un número entero con un valor de 2 ó 3, p con un valor de 0 y n con un valor de 1, de preferencia m tiene un valor de 1, de preferencia X representa un grupo NH.

En otro modo de realización preferente, Y representa un grupo amida -CONH-, de preferencia m y p tienen un valor 5 de 1, de preferencia X representa un grupo NH.

En otro modo de realización preferente, Y representa un grupo uretano -OCONH-, de preferencia m y p tienen un valor de 1, de preferencia X representa un grupo NH.

La composición... [Seguir leyendo]

1. Composición bituminosa que comprende al menos un bitumen y al menos una molécula organogelificante sola o mezclada, dicha molécula organogelificante está representada por la siguiente fórmula general (I) :

en la que: -A representa un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado, saturado o insaturado, acíclico, cíclico o policíclico, de 3

a 92 átomos de carbono, procedente de la polimerización de las cadenas laterales de al menos un ácido graso insaturado, -X representa un grupo NH o un átomo de oxígeno O, -R1 representa un grupo elegido entre: un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado de 2 a 40 átomos de carbono que comprende, eventualmente, uno o varios heteroátomos y, eventualmente, una o varias insaturaciones, o un grupo aromático sustituido o no,

- R2 representa un grupo elegido entre: un átomo de hidrógeno, un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado de 1 a 40 átomos de carbono que incluye uno o varios heteroátomos y, eventualmente, una o varias insaturaciones, o un 15 grupo aromático sustituido o no, -m y n representan, independientemente uno del otro, un número entero que varía de 1 a 4, -p representa un número entero que varía de 0 a 4, -q representa un número entero que varía de 1 a 4 o una combinación de estos valores, -Y representa un grupo que comprende un donante de enlace hidrógeno como el grupo NH y un aceptante de enlace

hidrógeno como el grupo C=O.

2. Composición bituminosa según la reivindicación 1 en la que Y representa un grupo elegido entre los grupos urea -NHCONH-, amida -NHCO-, uretano -OCONH- o urea de fórmula general (II) :

con r un número entero con un valor de 2 ó 3 y, p con un valor de 0 y n con un valor de 1.

3. Composición bituminosa según la reivindicación 1 ó 2, en la que los ácidos grasos insaturados utilizados son ácidos grasos insaturados de 4 a 24 átomos de carbono (C4 a C24) , de preferencia de 11 a 22 átomos de carbono (C11 a C22) , de preferencia de 16 a 18 átomos de carbono (C16 a C18) .

4. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la molécula organogelificante de fórmula general (I) se presenta en forma de una mezcla de más del 70% de moléculas 30 organogelificantes de fórmula general (I) con q = 2 y/o q=3.

5. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el grupo R1 y/o R2 representa un grupo aromático sustituido por grupos alquilos y/o grupos alcoxi.

6. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que Y representa un grupo urea -NHCONH-, de preferencia con n con un valor de 1, m y p con un valor de 1 o m y p con un valor de 2.

7. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en la que Y representa un grupo urea de fórmula general (II) :

con r un número entero con un valor de 2 ó 3, p con un valor de 0 y n con un valor de 1, de preferencia con m con un valor de 1, de preferencia con X representando un grupo NH.

8. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que Y representa un grupo amida -CONH-, de preferencia con m y p con un valor de 1, de preferencia con X representando un grupo NH.

9. Composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que Y representa un grupo uretano -OCONH-, de preferencia con m, n y p con un valor de 1, de preferencia con X representando un grupo NH.

10. Composición bituminosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 que contiene del 0, 1 al 30% en masa de molécula organogelificante de fórmula general (I) , de preferencia del 0, 5 al 20%, de preferencia del 1 al 10%, de preferencia del 2 al 5%.

11. Composición bituminosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que el bitumen incluye, además, al menos un polímero y/o un fluxante.

12. Uso de una composición bituminosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para fabricar un ligante bituminoso anhidro o en forma de emulsión, un bitumen polimérico o un bitumen fluxado.

13. Uso de al menos una molécula organogelificante de fórmula general (I) sola o mezclada, como se define en las reivindicaciones 1 a 9, para preparar composiciones bituminosas elásticas reticuladas de modo termorreversible.

14. Procedimiento para obtener una composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la molécula organogelificante de fórmula general (I) sola o mezclada, se introduce en caliente, a temperaturas entre 70 y 220°C, de preferencia entre 90 y 180°C, en el bitumen solo, en el bitumen polimérico, en el ligante bituminoso en forma anhidra o en forma de emulsión, o en la mezcla bituminosa.

15. Procedimiento de preparación de una composición bituminosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que:

a) se introduce un bitumen en un recipiente equipado con medios de mezcla y se lleva el bitumen a una temperatura comprendida entre 70 y 220°C, de preferencia, entre 90 y 180°C, b) se introduce del 0, 1 al 30%, de preferencia del 0, 5 al 5% en masa de molécula organogelificante de fórmula general (I) sola o mezclada, respecto de la masa de bitumen, c) se calienta la composición bituminosa a una temperatura comprendida entre 70 y 220°C, de preferencia, entre 90 y 180°C, con agitación, hasta obtener una composición bituminosa homogénea.