BETÚN MODIFICADO CON POLIETILENO ESTABLE AL ALMACENAMIENTO.

Betún modificado con polietileno estable al almacenamiento, que además presenta mejor comportamiento mecánico,

mayor rigidez, mayor comportamiento elástico, mayor resistencia a la huella por rodera o "rutting", además de una menor susceptibilidad térmica, el cual puede emplearse en construcción y conservación de carreteras o en cualquier aplicación en la que se requiera estabilidad al almacenamiento de los betunes.

Betún modificado con polietileno estable al almacenamiento Campo de la invención La presente invención se refiere a un betún asfáltico, más concretamente a un betún asfáltico modificado con polietileno que es estable al almacenamiento.

Antecedentes de la invención El gran aumento del volumen de tráfico y la creciente importancia de la protección medioambiental, ha exigido el desarrollo y creación de materiales para construcción de carreteras cada vez más innovadores.

Habitualmente, la incorporación de materiales poliméricos a los betunes mejora sus propiedades mecánicas y reológicas. Así, un diseño estudiado de la modificación de los betunes con materiales poliméricos conduce a una mejora en propiedades tales como adhesión, resistencia al envejecimiento, resistencia a la fatiga, etc., dependiendo dichas propiedades del tipo y cantidad tanto del betún como del polímero empleados, así como del procedimiento de obtención. Los polímeros que usualmente se emplean para la modificación de los betunes son polímeros de estireno-butadieno-estireno (SBS) , caucho de butadieno-estireno (SBR) y etileno vinil acetato (EVA) , aunque últimamente se está empleando también polvo de neumático, obtenido a partir de neumáticos reciclados (NFU) .

La compatibilidad entre el betún y el polímero es muy importante para asegurar su buen comportamiento a largo plazo. Así, por ejemplo, el polietileno confiere muy buenas propiedades a los betunes, pero es incompatible con ellos dando lugar a una separación de fases y por tanto a la pérdida de sus propiedades ligantes haciendo que tenga que ser usado en el acto. El polietileno tiene una estructura química inerte, cuando se intenta ligar a otros compuestos como el betún, lo cual dificulta la obtención de una mezcla estable. Por lo tanto, es muy difícil encontrar una fórmula capaz de estabilizar el polímero en el betún de forma permanente, y por tanto obtener un producto que sea estable al almacenamiento. Si a esto, se añade que polímeros tales como el polietileno tienen una estructura química que los hacen realmente inertes, cuando se intenta ligarlos a otros compuestos como el betún, el problema de conseguir una mezcla estable se agrava.

Así, por ejemplo, se han construido carreteras usando betún modificado con polietileno (fabricado por Ditecpesa – Ferrovial) pero fue fabricado in situ, es decir, no fue necesario almacenar ni transportar ese betún modificado. No se conoce ningún tramo de carretera construido con betún modificado con polietileno, estable al almacenamiento.

Asimismo, existen diversas patentes y solicitudes de patente donde se trata de estabilizar distintos polietilenos en el betún: en la patente Española ES2018373 se utiliza energía cinética consiguiendo fragmentos moleculares diminutos que se puede estabilizar en el betún. Este sistema no es viable a escala industrial por la complejidad del proceso. En la patente Europea EP0299700 se utilizan betunes base especiales con una relación saturados/asfaltenos muy alta. Conseguir este tipo de betunes es muy difícil, lo cual dificulta la aplicación práctica de esta patente. En la publicación internacional WO93/07219 se consigue rodear las partículas de polietileno con moléculas de butadieno que consiguen anclarse al betún estabilizando el sistema, pero el proceso es muy complicado a nivel industrial lo cual no hace viable el desarrollo práctico de la misma. En la patente española ES2160006 y en la patente de EE.UU 5070123, se incorporan ácidos polifosfóricos u ortofosfóricos en la mezcla de betún con polietileno para estabilizar el sistema. El empleo de ácidos que además vienen en disolución acuosa dificulta el desarrollo de esta patente a nivel industrial, por la peligrosidad del ácido y la posible espumación de agua ya que hay que trabajar a temperaturas superiores a los 150ºC.

En definitiva, los procedimientos investigados hasta la fecha para la estabilización de distintos polietilenos en el betún son procesos costosos que requieren el uso de recursos técnicos especiales y complejos sistemas químicos que han imposibilitado su aplicación práctica. Por tanto, sería deseable disponer de betunes que sean estables al almacenamiento, evitando así la necesidad de fabricarlos in situ.

Sumario de la Invención La presente invención proporciona una nueva formulación de betún modificado con polietileno que es estable al almacenamiento y que presenta mejores propiedades mecánicas y reológicas que el betún convencional base de partida. Dicha formulación comprende betún asfáltico, polietileno, negro de humo y gel de sílice.

Breve descripción de los dibujos En la Figura 1 se muestran los valores del módulo complejo [G*] y del ángulo de desfase, 8, en función de la frecuencia a una temperatura fija de 70ºC para una formulación de betún modificado según la invención.

En la Figura 2 se muestran los valores del módulo complejo [G*] y del ángulo de desfase, 8, en función de la temperatura a una frecuencia fija de 1rad/s para diversas formulaciones de betunes modificados según la invención y para un betún sin modificar.

En la Figura 3 se muestran los valores del módulo complejo [G*] y del ángulo de desfase, 8, en función de la temperatura a una frecuencia fija de 10rad/s para diversas formulaciones de betunes modificados según la invención y para un betún sin modificar.

En la Figura 4 se muestran los valores del módulo complejo [G*] y del ángulo de desfase, 8, en función de la frecuencia a una temperatura fija de 50ºC para diversas formulaciones de betunes modificados según la invención y para un betún sin modificar.

En la Figura 5 se muestran los valores del módulo complejo [G*] y del ángulo de desfase, 8, en función de la frecuencia a una temperatura fija de 70ºC para diversas formulaciones de betunes modificados según la invención y para un betún sin modificar.

En la Figura 6 se muestra la variación de la viscosidad con la temperatura para diversas formulaciones de betunes modificados según la invención y para un betún sin modificar obtenida a una velocidad de cizalla de 1s-1.

Descripción detallada de la Invención La presente invención proporciona una formulación de betún modificado con polietileno que es estable al almacenamiento. Dicha formulación comprende: -betún asfáltico entre 60 y 99%, más preferiblemente entre 70 y 95%; -polietileno entre 1 y 40%, más preferiblemente entre 3 y 12%; y al menos uno de: -negro de humo entre 0 y 20%, más preferiblemente entre 1 y 8%; y -gel de sílice entre 0 y 20%, más preferiblemente entre 1 y 10%.

El betún asfáltico empleado puede tener cualquier penetración, aunque preferiblemente se prefieren penetraciones comprendidas entre 50 y 150 dmm.

El polietileno empleado puede ser polietileno virgen o polietileno reciclado. El uso del polietileno reciclado para la obtención de las formulaciones según la invención supone una ventaja adicional de la invención ya que dicho uso favorece al medio ambiente, ayuda a conservar los recursos naturales renovables y no renovables, permite un ahorro energético, disminuye la cantidad de residuos en vertederos promoviendo su reciclado y, además, se ahorra materia prima en la fabricación de las citadas formulaciones.

El polietileno reciclado utilizado procede de los residuos domésticos recogidos selectivamente en contenedores diferenciados y, posteriormente, clasificados por polímeros, como paso previo a su reciclado. Concretamente, el proceso consiste en la recogida selectiva de los envases plásticos en contenedores amarillos que, posteriormente, se clasifica (separación óptica, IR, principalmente) en cuatro fracciones: PET, PEAD, PE FILM y PLASTICO MIXTO. Todo ello conforme a Especificaciones Técnicas previamente establecidas por el Sistema de Punto Verde (autorizado por las Administraciones Públicas) para asegurar la calidad del material que, en forma de balas prensadas, se transporta hasta las instalaciones del reciclador de plásticos, empresa homologada por el Sistema de Punto Verde.

Las balas prensadas procedentes de la fracción PE FILM son sometidas, en la planta del reciclador de plásticos, a diferentes procesos mecánicos (trituración, lavado, extrusión y granceado) hasta la obtención del producto final del proceso denominado “granza de polietileno reciclado”, que es el material que se utiliza en la formulación.

El negro de humo se puede incorporar en polvo ó en otro estado como, por ejemplo, formando un máster con un polímero.

El gel de sílice se puede emplear en cualquiera de sus estados: polvo, granza, granel, etc..; y puede ser de cualquier naturaleza: sintética, precipitada, etc.

Para la... [Seguir leyendo]

1. Betún modificado con polietileno estable al almacenamiento que comprende: -betún asfáltico entre 60 y 99%; -polietileno entre 1 y 40%; y al menos uno de: -negro de humo entre 0 y 20%; y -gel de sílice entre 0 y 20%.

2. El betún según la reivindicación 1, en el que el porcentaje de betún asfáltico es de 70 a 95%.

3. El betún según la reivindicación 1 ó 2, en el que el porcentaje de polietileno es de 3 a 12%.

4. El betún según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el porcentaje de negro de humo es de 1 a 8%.

5. El betún según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el porcentaje de gel de sílice es de 1 a 10%.

6. Un procedimiento de obtención del betún según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende las etapas de: a) premezclar todos los aditivos (betún, polietileno, negro de humo y sílice) en un depósito de 10 litros con agitación de al menos 200 rpp durante al menos 10 minutos, a una temperatura comprendida entre 170 y 185 ºC; y b) hacer pasar por un molino coloidal toda la mezcla obtenida en la etapa anterior, manteniendo la temperatura de trabajo entre 170 y 185 ºC.

7. Uso del betún según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 para aplicaciones que requieran estabilidad del betún.

8. Uso según la reivindicación 7, en el que la aplicación es construcción o conservación de carreteras.

Figura 1