Procedimiento de preparación de polímeros de injerto sin iniciador y sin disolvente y composiciones de betún/polímero que comprenden dichos polímeros de injerto.
Procedimiento de preparación de polímeros de injerto en ausencia de disolvente y de fuente de radicales,
que comprende las etapas siguientes:
(i) se ponen en contacto un derivado tiólico y un polímero basado en unidades de dieno conjugado a una temperatura comprendida entre 20ºC y 120ºC durante un tiempo de 10 minutos a 24 horas, después
(ii) se lleva la mezcla a una temperatura comprendida entre 80ºC y 200ºC durante un tiempo de 10 minutos a 48 horas.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2011/053060.
Solicitante: TOTAL MARKETING SERVICES.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 24, Cours Michelet 92800 Puteaux FRANCIA.
Inventor/es: LEIBLER, LUDWIK, ILIOPOULOS, ILIAS, HARDERS,SYLVIA, BOTEL,ROMUALD, ZOVI,ORNELLA ANNABELLE.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08C19/20 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08C TRATAMIENTO O MODIFICACION QUIMICA DE LOS CAUCHOS. › C08C 19/00 Modificación química del caucho. › Incorporación de átomos de azufre en la molécula.
- C08L95/00 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › Composiciones de materiales bituminosos, p. ej. asfalto, alquitrán o brea.
PDF original: ES-2537265_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de preparación de polímeros de injerto sin iniciador y sin disolvente y composiciones de betún/polfmero que comprenden dichos polímeros de injerto
Campo técnico
La presente invención pertenece al campo de los betunes, en particular al campo de las composiciones de betún/polímero. La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de polímeros de injerto en ausencia de disolvente y en ausencia de iniciador de radicales exterior, y a los polímeros de injerto susceptibles de obtenerse por dicho procedimiento. Dichos polímeros de injerto son particularmente convenientes y utilizables en el campo de los betunes, y en particular en el campo de las composiciones de betún/polímero.
La invención se refiere también a composiciones de betún/polímero que comprenden betún y dichos polímeros de injerto, y a su procedimiento de preparación.
La invención se refiere finalmente a la utilización de dichos polímeros de injerto para preparar composiciones de betún/polímero, estando reticuladas dichas composiciones de betún/polímero, preferiblemente de manera termorreversible.
Técnica anterior
En las solicitudes W29384 y W293841, la sociedad solicitante ha descrito polímeros de injerto obtenidos a partir de la reacción entre polímeros, en particular copolímeros basados en unidades de dieno conjugado y unidades de hidrocarburo monoviníl-aromático y derivados tiólicos. La reacción de injerto de los derivados tiólicos en los polímeros se describe en la página 13, líneas 26 a 29, para la solicitud W29384 y en la página 13, líneas 7 a 1, para la solicitud W293841. La reacción de injerto tiene lugar en un reactor, bajo atmósfera de nitrógeno, en presencia de un disolvente tal como tolueno, a una temperatura de 9°C, con agitación durante un periodo de 3 a 4 horas, en presencia de un polímero, de un derivado tiólico que actúa como injerto, y de un iniciador de radicales tal como azobisisobutironitrilo (ÁIBN).
Compendio de la invención
En la continuación de su labor, la sociedad solicitante ha descubierto que el procedimiento de preparación de polímeros de injerto mediante derivados tiólicos se puede simplificare incluso mejorar.
Así, la sociedad solicitante ha descubierto que la reacción de injerto entre un polímero basado en unidades de dieno conjugado, en particular un copolímero basado en unidades de dieno conjugado y unidades de hidrocarburo monovinil-aromático, tal como un copolímero de estireno y butadieno, y un derivado tiólico, en particular un derivado tiólico parafínico, puede tener lugar en ausencia de cualquier disolvente y en ausencia de cualquier iniciador de radicales externo, ya sea fotoquímica, térmica y/o redox, lo que simplifica en gran medida la aplicación del procedimiento de preparación de los polímeros de injerto, y por tanto la aplicación del procedimiento de preparación de las composiciones betún/polímero que comprenden dichos polímeros de injerto.
Por tanto este nuevo procedimiento de preparación es más sencillo de aplicar y no requiere el uso de disolventes inflamables, tales como tolueno, o productos explosivos tales como AIBN.
Además, este nuevo procedimiento de preparación permite obtener rendimientos de injerto tan elevados, incluso más elevados, como los obtenidos durante el injerto en presencia de disolvente y de iniciador de radicales.
El procedimiento según la invención permite obtener polímeros de injerto utilizables en el campo de los betunes, y en particular en el campo de las composiciones de betún/polímero.
Las composiciones de betún/polímero que comprenden dichos polímeros de injerto presentan buenas propiedades mecánicas y elásticas. Los polímeros de injerto permiten reticular las composiciones de betún/polímero y de manera termorreversible. Las composiciones de betún/polímero según la invención tienen una baja viscosidad, lo que permite manipularlas a temperaturas más bajas y permite disminuir las temperaturas de fabricación de los aglomerados fabricados a partir de dichas composiciones de betún/polímero.
El nuevo procedimiento de preparación de las composiciones de betún/polímero también es más fácil de aplicar, puesto que la preparación de los polímeros de injerto, primera etapa del procedimiento de preparación de las composiciones de betún/polímero, se simplifica.
Breve descripción
La invención tiene por objetivo un procedimiento de preparación de polímeros de injerto en ausencia de disolvente y de fuente de radicales, que comprende las etapas siguientes:
(i) se pone en contacto un derivado tiólico y un polímero basado en unidades de dieno conjugado a una temperatura comprendida entre 2°C y 12°C, durante un periodo de 1 minutos a 24 horas, después
(ii) se lleva la mezcla a una temperatura comprendida entre 8°C y 2°C durante un periodo de 1 minutos a 48 horas.
Preferiblemente, la temperatura de la etapa (i) está comprendida entre 3°C y 11°C, preferiblemente entre 4°C y 1°C, más preferiblemente entre 5°C y 9°C, incluso más preferiblemente entre 6°C y 8°C.
Preferiblemente, la duración de la etapa (i) está comprendida entre 3 minutos y 12 horas, preferiblemente entre 1 hora y 1 horas, más preferiblemente entre 2 horas y 8 horas, incluso más preferiblemente entre 4 horas y 6 horas.
Preferiblemente, la temperatura de la etapa (¡i) está comprendida entre 1°C y 16°C, preferiblemente entre 12°C y 14°C.
Preferiblemente, la duración de la etapa (ii) está comprendida entre 3 minutos y 24 horas, preferiblemente entre 1 hora y 12 horas, más preferiblemente entre 2 horas y 1 horas, incluso más preferiblemente entre 4 horas y 8 horas.
Preferiblemente se lleva a cabo una etapa de purificación posterior.
Preferiblemente, las etapas (i) y/o (ii) se realizan con agitación.
Preferiblemente, el derivado tiólico tiene la fórmula general CnH2n+i-SH en donde n es un número entero comprendido entre 12 y 11, preferiblemente entre 18 y 9, más preferiblemente entre 22 y 8, Incluso más preferiblemente entre 4 y 7.
Preferiblemente, el polímero es un copolímero basado en unidades de dieno conjugado y unidades de hidrocarburo monovinil-aromático.
Preferiblemente, el dieno conjugado se selecciona de butadieno, 2-metll-1,3-butadleno (¡sopreno), 2,3-dlmetil-1,3- butadieno, 1,3-pentadieno y 1,2-hexadieno, cloropreno, butadieno carboxllado, ¡sopreno carboxllado, y sus mezclas, en particular butadieno.
Preferiblemente, el polímero basado en unidades de dieno conjugado tiene un contenido de unidades con dobles enlaces 1,2 resultantes del dieno conjugado entre 5% y 5% en peso, con respecto al peso total de las unidades de dieno conjugado, preferiblemente entre 1% y 4%, más preferiblemente entre 15% y 3%, incluso más preferiblemente entre 2% y 25%, aún más preferentemente entre 18% y 23%.
Preferiblemente, la relación molar entre la cantidad de derivado tiólico y la cantidad de unidades con dobles enlaces 1-2 resultantes del dieno conjugado está comprendida entre ,1 y 5, preferiblemente entre ,5 y 4, más preferiblemente entre ,1 y 2, incluso más preferiblemente entre ,5 y 1,5, aún más preferiblemente entre ,8 y 1.
Preferiblemente, el hidrocarburo monovinil-aromático se selecciona de estireno, o-metil-estireno, p-metil-estireno, p- ferc-butil-estireno, 2,3-dimetil-estireno, a-metil-estireno, vinil-naftaleno, vinil-tolueno, vinil-xileno, y sus mezclas, en particular estireno.
La invención se refiere también a un polímero de injerto susceptible de obtenerse por el procedimiento tal como se
ha definido anteriormente.
Preferiblemente, el polímero de injerto tiene un índice de polidispersidad comprendido entre 1 y 4, preferiblemente entre 1,1 y 3, más preferiblemente entre 1,2 y 2, incluso más preferiblemente entre 1,5 y 1,7.
La invención se refiere también a una composición de betún/polímero que comprende al menos un betún y al menos un polímero de injerto susceptible de obtenerse por el procedimiento tal como se ha definido anteriormente.
Preferiblemente, la composición betún/polímero comprende de ,1% a 3% en peso de polímero de injerto con respecto al peso de la composición de betún/polímero, preferiblemente entre ,5% y 2%, más preferiblemente entre 1% y 1%, incluso más preferiblemente entre 2% y 5%.
La invención se refiere también a un procedimiento de preparación de una composición de betún/polímero en el que se mezcla a una temperatura comprendida entre 1°C y 2°C, preferiblemente entre 12°C y 18°C, más preferiblemente entre 14°C y 16°C, hasta la obtención de una composición de betún/polímero final reticulada, al menos un betún... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de preparación de polímeros de injerto en ausencia de disolvente y de fuente de radicales, que comprende las etapas siguientes:
(i) se ponen en contacto un derivado tiólico y un polímero basado en unidades de dieno conjugado a una temperatura comprendida entre 2°C y 12°C durante un tiempo de 1 minutos a 24 horas, después
(ii) se lleva la mezcla a una temperatura comprendida entre 8°C y 2°C durante un tiempo de 1 minutos a 48 horas.
2. Procedimiento de preparación según la reivindicación 1 en el que la temperatura de la etapa (i) está comprendida entre 4°C y 1°C y la temperatura de la etapa (ii) está comprendida entre 12°C y 14°C.
3. Procedimiento de preparación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 en el que se aplica una etapa posterior de purificación.
4. Procedimiento de preparación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el que las etapas (i) y/o (ii) se realizan con agitación.
5. Procedimiento de preparación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que el derivado tiólico tiene como fórmula general Cnhhn+i-SH, en donde n es un número entero comprendido entre 12 y 11, preferiblemente entre 18 y 9, más preferiblemente entre 22 y 8, incluso más preferiblemente entre 4 y 7.
6. Procedimiento de preparación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que el polímero es un copolímero basado en unidades de dieno conjugado y unidades de hidrocarburo monovinil-aromático.
7. Procedimiento de preparación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que el polímero basado en unidades de dieno conjugado tiene un contenido de unidades con dobles enlaces 1-2 resultantes del dieno conjugado entre 5% y 5% en peso con respecto al peso total de las unidades de dieno conjugado, preferiblemente entre 1% y 4%, más preferiblemente entre 15% y 3%, incluso más preferiblemente entre 2% y 25%, aún más preferiblemente entre 18% y 23%.
8. Procedimiento de preparación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que la relación molar entre la cantidad de derivado tiólico y la cantidad de unidades con dobles enlaces 1-2 resultantes del dieno conjugado está comprendida entre ,1 y 5, preferiblemente entre ,5 y 4, más preferiblemente entre ,1 y 2, incluso más preferiblemente entre ,5 y 1,5, aún más preferiblemente entre ,8 y 1.
9. Polímero de injerto susceptible de obtenerse por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
1. Polímero de injerto según la reivindicación 9, que tiene un índice de polidispersidad comprendido entre 1 y 4, preferiblemente entre 1,1 y 3, más preferiblemente entre 1,2 y 2, incluso más preferiblemente entre 1,5 y 1,7.
11. Composición de betún/polímero que comprende al menos un betún y al menos un polímero de injerto susceptible de obtenerse por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
12. Composición de betún/polímero según la reivindicación 11, que comprende de ,1% a 3% en peso de polímero de injerto con respecto al peso de la composición de betún/polímero, preferiblemente entre ,5% y 2%, más preferiblemente entre 1% y 1%, incluso más preferiblemente entre 2% y 5%.
13. Procedimiento de preparación de una composición de betún/polímero según la reivindicación 11 ó 12, en el que se mezcla a una temperatura comprendida entre 1°C y 2°C, preferiblemente entre 12°C y 18°C, más preferiblemente entre 14°C y 16°C hasta la obtención de una composición de betún/polímero final reticulada, al menos un betún y al menos un polímero de injerto susceptible de obtenerse por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
14. Utilización de al menos un polímero de injerto susceptible de obtenerse por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para preparar una composición de betún/polímero reticulada, preferiblemente de manera termorreversible.
15. Aglomerado bituminoso que comprende granulados y una composición de betún/polímero según la reivindicación 11 ó 12.
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