BRPI0816329B1 - Processo para a produção de camadas de cobertura para estradas, vias, e outras áreas usadas pelo tráfego - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE CAMADAS DE COBERTURA PARA ESTRADAS, VIAS, E OUTRAS ÁREAS USADAS PELO TRÁFEGO, E, CAMADA DE COBERTURA PARA ESTRADAS, VIAS, E OUTRAS ÁREAS USADAS PELO TRÁFEGO A presente invenção se refere a um processo para a produção de camadas de cobertura para estradas, ruas, e outras superfícies para o tráfego, em que uma mistura contendo material mineral e uma mistura da reação de poliuretano, e opcionalmente outros aditivos, é produzida, aplicada a um material de superfície subjacente, compactada usando uma pressão de contato de pelo menos 5 N/cm2, e curada, o trabalho sendo substancialmente executado sem o uso de solventes. Além disso, a presente invenção se refere a camadas de cobertura para estradas, mas, e outras superfícies para o tráfego, obteníveis de acordo com tal processo.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um processo para a produção de camadas de cobertura para estradas, vias, e outras áreas usadas pelo tráfego, produzindo uma mistura compreendendo material mineral e uma mistura da reação de poliuretano, e também, se apropriado, outras aditivos, aplicando-a a um material de substrato, e compactando-a e endurecendo-a aplicando uma pressão de 50000 N/m2, onde as operações são substancialmente realizadas sem o uso de solventes. A presente invenção se refere ainda a camadas de cobertura para estradas, vias, e outras áreas usadas pelo tráfego, obteníveis através de tal processo.

[0002] As características mencionadas acima da matéria do assunto inventivo, e as suas características que serão explicadas abaixo, podem é claro ser usadas não somente na combinação respectiva especificada, mas também em outras combinações, sem exceder o escopo da invenção.

[0003] Camadas de cobertura para estradas são quase exclusivamente produzidas a partir de asfalto. Para este fim, uma mistura mineral é aplicada, com betume como aglutinante, no substrato, e compactada. Uma desvantagem destas camadas de cobertura, entretanto, é que elas perdem resistência, em particular em temperaturas elevadas quando estas são combinadas com cargas altas, já que o betume amolece continuamente à medida que a temperatura aumenta. O resultado disso pode ser a formação de ranhuras longitudinais ou estruturas de tábuas de esfregar roupas, produzidas por freagem, permanência, e partida, em particular em frente de sinais de trânsito. Camadas de cobertura com base em betume, além disso, se tornam quebradiças durante o curso do tempo, já que os constituintes evaporam do betume após períodos longos.

[0004] Outra desvantagem das camadas de cobertura com base em betume como aglutinante é que temperaturas de pelo menos 180o C são exigidas para a produção de misturas de material mineral e betume, esta sendo a temperatura na qual a viscosidade é suficientemente baixa para assegurar o umedecimento adequado das partículas de rocha. 10 litros de óleo de aquecimento são por esse motivo necessários para aquecer cada tonelada métrica de mistura mineral. Um fator adicional é que a mistura não é preparada no local, e isto leva a um tráfego de caminhões aumentado da planta de misturação de asfalto para o local de instalação. As desvantagens aqui não são somente os aumentos de custo com diesel e óleo de aquecimento, mas também a poluição ambiental, em particular a emissão de CO2 causada pelo consumo de diesel e óleo de aquecimento. Um outro fator é que as camadas de cobertura usadas com base em betume exigem a remoção como refugo especial, ou depois da cominuição, as quantidades que podem ser adicionadas a novas misturas de asfalto são apenas pequenas.

[0005] Ao longo de camadas de cobertura usando betume como aglutinante, sistemas de capeamento do solo com base em plásticos como aglutinantes são também conhecidos. DE 196 05 990, por exemplo, descreve um processo para a produção de um sistema de capeamento do solo obtenível misturando um líquido polimerizável e uma pedra natural. Um exemplo de um líquido polimerizável mencionado é um sistema de um único componente com base em poliuretano.

[0006] DE 196 51 749 descreve a produção de camadas contendo cargas como coberturas de pavimento na construção de estradas e vias misturando um material de rocha com um adesivo termoplástico. Ao longo do uso de adesivo termoplástico, o uso de adesivo termofixado ou adesivo monoplast é também mencionado. DE 196 51 749 enfatiza aqui que adesivos termoplásticos podem ser efetivamente compactados durante a fase de resfriamento. A capacidade de conter uma carga elevada é mencionada como uma vantagem do adesivo termofixado, o qual como meio de exemplo pode ser um adesivo de resina com múltiplos componentes com base em poliuretano. Não existe nenhuma descrição de compactação de material de rocha e adesivo termofixado.

[0007] DE 197 33 588 descreve a produção de sistemas de capeamento do solo permeáveis à água compostos de agregados minerais e de adesivo orgânico, um exemplo sendo um adesivo epóxi de dois componentes ou um adesivo de poliuretano de dois componentes. Aqui, misturas compostas de uma substância mineral da qual o tamanho médio do grão é preferivelmente de 1 a 5 mm e do adesivo são misturadas e aplicadas, e compactadas aplicando uma pressão de 10000 a 20000 N/m2. Estas coberturas são apropriadas para vias, zonas de tráfego calmo, calçadas, áreas de estacionamento, áreas de esporte e áreas equestres, entradas de pátio, e trilhas de jardins.

[0008] As desvantagens das camadas de cobertura conhecidas usando aglutinantes com base em líquidos polimerizáveis é a sua capacidade baixa de conter carga. Outras desvantagens são que as camadas de cobertura conhecidas são susceptíveis ao congelamento, e que o aglutinante polimérico é sem dúvida suscetível ao envelhecimento.

[0009] Foi por esse motivo um objetivo da presente invenção prover uma camada de cobertura que pode ser produzida e instalada de uma maneira ambientalmente compatível, e que tenha capacidade elevada de conter carga, mesmo em temperaturas elevadas, e que não é suscetível ao envelhecimento do aglutinante, e que não é suscetível a ciclos de congelamento/descongelamento.

[0010] Este objetivo foi alcançado com camadas de cobertura para estradas, vias, e outras áreas usadas pelo tráfego, que são obteníveis com a produção de uma mistura compreendendo material mineral e compreendendo uma mistura da reação de poliuretano, e também, se apropriado, compreendendo outros aditivos, aplicando a mistura a um material de substrato, compactando a mistura aplicando uma pressão de pelo menos 50000 N/m2, e endurecendo a mistura, onde as operações são realizadas substancialmente sem o uso de solventes.

[0011] O material mineral usado aqui pode compreender qualquer material mineral conhecido. Areia ou rocha moída, conhecido como material quebrado pode ser usado aqui como forma de exemplo, onde a areia tem uma superfície principalmente arredondada e o material quebrado tem bordas e superfícies fraturadas. É particularmente preferível que o material mineral usado compreenda um material composto principalmente de material quebrado. O material mineral selecionado compreende preferivelmente, como uma função do uso planejado, substâncias minerais com distribuição apropriada de tamanho de grão por analogia com as especificações aplicáveis a construção estradas betuminosas.

[0012] O tamanho médio do grão do material mineral é preferivelmente de 0,1 a 30 mm, preferivelmente particularmente de 1 a 20 mm, e em particular de 2 a 15 mm. O tamanho médio de grão aqui é determinado por peneiramento e especifica a abertura de malha em que os tamanhos de grãos de 50% em peso de material mineral são menores do que a abertura de malha, e os tamanhos de grãos de 50% em peso de material mineral são maiores do que a abertura de malha. A proporção em peso de material mineral com tamanhos de grãos menores do que 0,09 mm aqui é preferivelmente menor do que 15% em peso, e a proporção em peso de material mineral com tamanhos de grãos maiores do que 16 mm é preferivelmente menor do que ou igual a 10% em peso. É particularmente preferível que a proporção de material mineral com tamanhos de grãos maiores do que 11,2 mm seja menor do que ou igual a 10% em peso. Estes dados são sempre com base no peso total do material mineral.

[0013] Uma mistura da reação de poliuretano é uma mistura composta de compostos tendo grupos isocianatos e compostos tendo grupos reativos para isocianatos, onde a conversão da reação, com base nos grupos isocianato usados para a preparação da mistura da reação de poliuretano, é preferivelmente menor do que 90%, particularmente preferivelmente menor do que 75%, e em particular menor do que 50%. Os compostos tendo grupos reativos para isocianatos aqui compreendem não somente compostos com peso molecular elevado, tais como poliéter e poliesteróis, mas também compostos com peso molecular baixo tais como glicerol, glicol, e também água. Se a conversão da reação com base no grupo isocianato é maior do que 90%, o termo poliuretano é usado abaixo. Uma mistura da reação de poliuretano aqui pode compreender também outras misturas da reação para a produção de polímeros. Exemplos de outras misturas da reação que podem ser usadas para a produção de polímeros são misturas da reação para a produção de epóxidos, de acrilatos, ou resinas de poliéster. A proporção de outras misturas da reação para produção de polímeros aqui é preferivelmente menor do que 50% em peso, com base no peso total da mistura da reação de poliuretano. É particularmente preferível que a mistura da reação de poliuretano não compreenda outras misturas da reação para a produção de polímeros.

[0014] A mistura da reação de poliuretano pode envolver o que é conhecido como sistemas de cura por umidade. Estes compreendem pré- polímeros de isocianato que formam poliuretanos ou poliuréia através da adição de água ou através de umidade, formando principalmente grupos uréia.

[0015] É preferível usar o que é conhecido como sistemas de dois componentes para a produção da mistura da reação de poliuretano. Para isto, um componente isocianato compreendendo compostos tendo grupos isocianato, e um componente poliol compreendendo compostos tendo grupos reativos para isocianatos são misturados em proporções quantitativas de modo que o índice de isocianato é na faixa de 40 a 300, preferivelmente de 60 a 200, e particularmente preferivelmente de 80 a 150.

[0016] Para o propósito da presente invenção, índice de isocianato aqui significa a relação estequiométrica de grupos isocianato para grupos reativos para isocianato, multiplicados por 100. Grupos reativos para isocianato aqui significa qualquer dos grupos que estão compreendidos na mistura da reação e que são reativos para isocianato, e isto inclui agentes de sopro químicos, mas não o grupo isocianato ele mesmo.

[0017] A mistura da reação de poliuretano é preferivelmente obtida através da misturação de a) isocianatos com b) compostos com peso molecular relativamento elevado tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianato, e também, se apropriado, c) extensores de cadeia e/ou agentes de reticulação, d) catalisadores, e e) outros aditivos. Compostos particularmente preferíveis usados como componentes a) e b), e também, se apropriado, de c) a e) são aqueles que levam a uma mistura da reação de poliuretano hidrofóbico e a um poliuretano hidrofóbico.

[0018] Os isocianatos a) que podem ser usados são a princípio qualquer dos isocianatos líquidos em temperatura ambiente, misturas e pré-polímeros tendo pelo menos dois grupos isocianato. Isocianatos aromáticos são preferivelmente usados, particularmente isômeros de diisocianato de tolueno (TDI) e de diisocianato de difenilmetano (MDI), em particular misturas compostas de MDI e de poliisocianatos de polifenileno polimetileno (MDI cru). Os isocianatos podem também ter sido modificados, por exemplo, através da incorporação de grupos isocianurato e grupos carbodiimida, e em particular através da incorporação de grupos uretano. Os últimos compostos mencionados são preparados através da reação de isocianatos com uma quantidade subestequiométrica de compostos tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio ativos e são frequentemente chamados de pré-polímeros NCO. O seu teor de NCO é na maior parte das vezes na faixa de 2 a 32% em peso. Os isocianatos a) preferivelmente compreendem MDI cru, com aumento resultante na estabilidade do poliuretano obtido.

[0019] Uma desvantagem com o uso de isocianatos aromáticos é a solidez inadequada da cor dos poliuretanos produzidos com os mesmos. O amarelecimento marcado dos poliuretanos na maior parte das vezes ocorre durante o curso do tempo. Em aplicações do processo inventivo onde uma solidez alta da cor é importante, é por esse motivo preferível usar misturas compreendendo isocianatos alifáticos e isocianatos aromáticos. É particularmente preferível o uso exclusivamente de isocianatos alifáticos. Em uma forma de realização particular, uma camada superior composta de poliuretano com base em um isocianato alifático pode ser usada, a fim de proteger a camada de cobertura com base em isocianato aromático de amarelecimento. A camada superior aqui pode compreender também material mineral. Compostos representativos preferidos são diisocianato de hexametileno (HDI) e diisocianato de isoforona (IPDI). Devido aos isocianatos alifáticos terem volatilidade elevada, eles são na maior parte das vezes usados na forma de seus produtos da reação, em particular na forma de biuretos, alofanatos, ou isocianuratos. Os compostos alifáticos podem ser igualmente reagidos e usados com qualquer dos polióis concebíveis, em particular aqueles listados em b), para dar pré-polímeros.

[0020] Os compostos com peso molecular relativamente elevado b) usados tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianato são preferivelmente compostos que têm grupos hidróxi ou grupos amino como grupo reativo para isocianato. É preferível o uso de alcoóis poliídricos, já que os grupos amino são altamente reativos e a mistura da reação por esse motivo tem que ser processada rapidamente. Os grupos amino, além disso, levam a formação de grupos uréia, que por sua vez endurecem para dar um poliuretano bastante quebradiço.

[0021] Os alcoóis poliídricos com peso molecular relativamente elevado usados podem como meio de exemplo ser poliéteres ou poliésteres. Outros compostos tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos com grupos isocianato podem ser usados juntos com os compostos mencionados. Poliéter alcoóis são preferidos em virtude da sua resistência elevada a hidrólise. Estes são preparados através de processos convencionais e conhecidos, na maior parte das vezes através de uma reação de adição de óxidos de alquileno em substâncias de partida funcionais-H. A funcionalidade dos poliéter alcoóis usados concomitantemente é preferivelmente pelo menos 3 e o seu número hidróxi é preferivelmente pelo menos 400 mg KOH/g, preferivelmente pelo menos 600 mg KOH/g, em particular na faixa de 600 a 1000 mg KOH/g. Eles são preparados convencionalmente através da reação de pelo menos substâncias de partida trifuncionais com óxidos de alquileno. Substâncias de partida que podem ser usadas são preferivelmente alcoóis tendo pelo menos três grupos hidróxi na molécula, exemplos sendo glicerol, trimetilolpropano, pentaeritrirol, sorbitol, e sacarose. Óxido de propileno é preferivelmente usado como óxido de alquileno.

[0022] Misturas da reação inventiva preferivelmente compreendem compostos tendo grupos hidrofóbicos. Estes particularmente preferivelmente envolvem compostos funcionalizados com hidróxi tendo grupos hidrofóbicos. Estes grupos hidrofóbicos tem grupos hidrocarboneto preferivelmente tendo mais do que 6, preferivelmente particularmente mais do que 8, e menos do que 100, e em particular mais do que 10 e menos do que 50, átomos de carbono. Os compostos tendo grupos hidrofóbicos podem ser usados como um componente separado ou como constituinte de um dos componentes de a) a e), para a preparação da mistura da reação. Os compostos hidrofóbicos funcionalizados com hidróxi preferivelmente envolvem compostos b) que estão de acordo com a definição de compostos com peso molecular relativamente elevado tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianatos. O componente b) aqui pode compreender compostos hidrofóbicos funcionalizados com hidróxi ou preferivelmente ser composto dos mesmos.

[0023] O composto hidrofóbico funcionalizado com hidróxi usado é preferivelmente um composto funcionalizado com hidróxi conhecido na oleoquímica, ou um poliol conhecido na oleoquímica.

[0024] Diversos compostos funcionais hidróxi que podem ser usados são conhecidos na oleoquímica. Exemplos são óleo de castor, óleos modificados usando grupos hidróxi, por exemplo, óleo de semente de uva, óleo de cuminho preto, óleo de caroço de abóbora, óleo de caroço de borragem, óleo de soja, óleo de germe de trigo, óleo de semente de colza, óleo de girassol, óleo de amendoim, óleo de caroço de damasco, óleo de pistache, óleo de amêndoa, óleo de oliva, óleo de noz de macadâmia, óleo de abacate, óleo de espinheiro cerval marítimo, óleo de gergelim, óleo de avelã, óleo de onagra, óleo de rosa selvagem, óleo de cânhamo, óleo de cardo, óleo de noz, ésteres de ácido graxo modificado com grupos hidróxi e com base em ácido miristoleico, ácido palmitoleico, ácido oléico, ácido vacênico, ácido petroselínico, ácido gadoleico, ácido erúcico, ácido nervônico, ácido linoléico, ácido linolênico, ácido estearidônico, ácido araquidônico, ácido timnodônico, ácido clupanodônico, ou ácido cerevônico. É preferível aqui o uso de óleo de castor e seus produtos da reação com óxidos de alquileno ou com resinas de cetona-formaldeído. Os últimos compostos mencionados são marcados como meio de exemplo pela Bayer AG como Desmophen® 1150.

[0025] Outro grupo de polióis que são conhecidos na oleoquímica e dos quais o uso é preferido podem ser obtidos por abertura do anel de ésteres de ácido graxo epoxidados com reação simultânea com alcoóis e, se apropriado, outras reações subseqüentes de transesterificação. A incorporação de grupos hidróxi em óleos e gorduras ocorre primeiramente através da epoxidação da ligação dupla olefínica compreendida nestes produtos, seguida pela reação dos grupos epóxi resultantes com um álcool mono- ou poliídrico. O produto do anel epóxi aqui é um grupo hidróxi, ou no caso de alcoóis poliídricos, uma estrutura tendo um número relativamente alto de grupos OH. Já que os óleos e gorduras são na maior parte das vezes ésteres de glicerol, reações paralelas de transesterificação prosseguem com as reações acima mencionadas. A massa molar dos compostos resultantes é preferivelmente na faixa de 500 a 1500 g/mol. Estes produtos são fornecidos como meio de exemplo pela Henkel.

[0026] Em uma forma de realização particularmente preferida do processo inventivo, o composto com peso molecular relativamente elevado b) tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianato compreende pelo menos um poliol conhecido na oleoquímica e pelo menos uma resina de hidrocarboneto aromático modificada com fenol, em particular uma resina de indeno-coumarona. Misturas da reação de poliuretano com base no referido componente b) têm um nível de propriedades hidrofóbicas que é elevado suficientemente que a princípio elas podem até ser endurecidas com água, ou instaladas durante a chuva.

[0027] A resina de hidrocarboneto aromático modificada com fenol usada tendo um grupo fenol terminal é preferivelmente resina de indeno- coumarona modificada com fenol, e preferivelmente particularmente misturas industriais de resinas de hidrocarboneto aromático. Estes produtos estão comercialmente disponíveis e são fornecidos como meio de exemplo pela Rutgers VFT AG como NOVARES®.

[0028] O teor de OH das resinas de hidrocarboneto aromático modificada com fenol, em particular as resinas de indeno-coumarona modificadas com fenol, é na maior parte das vezes de 0,5 a 5,0% em peso.

[0029] O poliol conhecido na oleoquímica e a resina de hidrocarboneto aromático modificada com fenol, em particular a resina de indeno-coumarona, são preferivelmente usados com uma relação de peso de 100: 1 a 100:50.

[0030] A preparação de uma mistura inventiva da reação de poliuretano pode usar um extensor de cadeia c). Entretanto, o extensor de cadeia c) pode ser também omitido aqui. Entretanto, a adição de extensores de cadeia, agentes de reticulação, ou então, se apropriado, uma mistura destes pode provar ser bem sucedida para a modificação das propriedades mecânicas, por exemplo, endurecimento.

[0031] Se extensores de cadeia e/ou agentes de reticulação com peso molecular baixo c) são usados, a preparação de poliuretanos pode usar extensores de cadeia conhecidos. Estes são preferivelmente compostos com peso molecular baixo tendo grupos reativos para isocianatos dos quais a massa molar é de 62 a 400 g/mol, exemplos sendo glicerol, trimetilolpropano, derivados conhecidos de glicol, butanodiol e diamina. Outros possíveis extensores de cadeia e/ou agentes de reticulação com peso molecular baixo são dados como meio de exemplo em “Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane” [Plastics Handbook volume 7, Polyurethanes], Carl Hanser Verlag, 3 edição, 1993, capítulos 3.2 e 3,3.2.

[0032] Os poliuretanos usados podem a princípio ser preparados sem a presença de catalisadores d). Os catalisadores d) podem ser usados concomitantemente para melhorar o endurecimento. Os catalisadores d) selecionados deveriam preferivelmente ser aqueles que maximizam o tempo de reação. É desse modo possível que a mistura da reação de poliuretano permaneça líquida por um longo período de tempo. Estes catalisadores são conhecidos pelos versados na arte. É também possível a princípio, como descrito, trabalhar completamente sem catalisador.

[0033] Outros constituintes convencionais podem ser adicionados a mistura da reação de poliuretano, exemplos sendo aditivos convencionais e). Estes compreendem como meio de exemplo cargas convencionais. As cargas usadas são preferivelmente as cargas orgânicas e inorgânicas convencionais, agentes de reforço, e agentes de lastro conhecidos por si próprios. Exemplos individuais que podem ser mencionados são: cargas inorgânicas, tal como minerais silicáticos, por exemplo, filossilicatos, tais como, antigorita, serpentina, horneblendas, anfibólios, crisólitos, óxidos de metal, tão como caulim, óxidos de alumínio, óxidos de titânio, e óxidos de ferro, sais de metal, tais como giz, barita, e pigmentos inorgânicos, tais como sulfeto de cádmio, sulfeto de zinco, e também vidro. É preferível o uso de caulim (argila da China), silicato de alumínio, e coprecipitados compostos de sulfato de bário e silicato de alumínio, e também materiais fibrosos naturais e sintéticos, tal como volastonita, fibras de metal de vários comprimentos, e em particular fibras de vidro de vários comprimentos, que podem, se apropriado, ter sido revestidas com uma cola. Exemplos de cargas orgânicas que podem ser usadas são: negro de fumo, melamina, rosina, resinas de ciclopentadienila, e polímeros de enxerto, e também fibras de celulose, fibras de poliamida, fibras de poliacrilonitrila, fibras de poliuretano, fibras de poliéster com base em ésteres dicarboxílicos aromáticos e/ou alifáticos, e em particular fibras de carbono.

[0034] Se as cargas inorgânicas mencionadas acima são usadas como aditivos e), sua constituição de substância mineral preferivelmente difere daquela do material mineral, e elas são ignoradas quando determinando a distribuição de tamanho de grão do material mineral.

[0035] As cargas orgânicas e inorgânicas podem ser usadas individualmente ou na forma de uma mistura, e suas quantidades compreendidas na mistura da reação são preferivelmente de 0,5 a 50% em peso, preferivelmente particularmente de 1 a 40% em peso, com base no peso dos componentes de a) a e).

[0036] A mistura da reação de poliuretano deveria compreender também secantes, tal como zeólitos. Estes são preferivelmente adicionados, antes da preparação da mistura da reação inventiva, aos compostos b) tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianato, ou ao componente que compreende os compostos b) tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianato. A adição de secantes evita qualquer aumento da concentração de água nos componentes ou na mistura da reação, e desse modo evita a formação de poliuretano espumado. Os aditivos preferidos para a adsorção de água são aluminossilicatos, selecionados dentre o grupo de aluminossilicatos de sódio, aluminossilicatos de potássio, aluminossilicatos de cálcio, aluminossilicatos de césio, aluminossilicatos de bário, aluminossilicatos de magnésio, aluminossilicatos de estrônio, sódio aluminofosfatos, aluminofosfatos de potássio, aluminofosfatos de cálcio, e misturas dos mesmos. É particularmente preferível o uso de misturas de aluminossilicatos de sódio, aluminossilicatos de potássio, e aluminossilicatos de cálcio em óleo de castor como substância veículo.

[0037] Para melhorar a estabilidade a longo prazo das camadas de cobertura inventivas, é, além disso, vantajoso adicionar agentes para contra atacar os microorganismos. A adição de estabilizadores de UV é também vantajosa, a fim de evitar que os moldes se tornem quebradiços. Estes aditivos são conhecidos, e exemplos são dados em “Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane” [Plastics Handbook volume 7, Polyurethanes], Carl Hanser Verlag, 3a edição, 1993, capítulos 3.4.

[0038] É preferível que os componentes c), d), e e) sejam adicionados aos compostos tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para grupos isocianato. Esta mistura é frequentemente referida na indústria como componente poliol.

[0039] A relação em que os isocianatos são combinados com os compostos tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos com grupos isocianato preferivelmente deveria ser tal que um excesso estequiométrico de grupos isocianato está presente.

[0040] Em uma forma de realização preferida da invenção, as misturas da reação de poliuretano que são usadas levam a poliuretanos hidrofóbicos, substancialmente compactos. Um poliuretano é chamado de poliuretano compacto se ele é substancialmente livre de inclusões de gás. A densidade de um poliuretano compacto é preferivelmente maior do que 0,8 g/cm3, preferivelmente particularmente maior do que 0,9 g/cm3, e em particular maior do que 1,0 g/cm3.

[0041] A mistura inventiva para a produção de camadas de cobertura pode compreender também outras aditivos ao longo da mistura da reação de poliuretano e material mineral. Os aditivos compreendem preferivelmente materiais que inibem o fluxo do aglutinante afastado do material mineral. Exemplos de tais possíveis aditivos são cargas orgânicas, tal como fibras de celulose. É, além disso, possível adicionar polímeros que são nos dias de hoje usados nos sistemas com base em betume usado. Estes são especialmente neoprenes, estireno-butadieno-estireno, copolímeros em bloco, ou uma mistura destes, ou então qualquer outra das outras borrachas conhecidas e suas misturas. Os aditivos podem ou ser adicionados diretamente na mistura mineral na forma de pó ou grânulos ou ser de outra maneira dispersas em um dos componentes do poliuretano.

[0042] Nenhuma restrição é feita na preparação das misturas inventivas para a produção das camadas de cobertura. Elas podem como meio de exemplo ser preparadas em misturadores nos quais o material mineral é introduzido, e os componentes de partida para a preparação da mistura da reação de poliuretano podem, por exemplo, ser introduzidos através de pulverização. Aditivos a serem adicionadas aqui, se apropriado, são preferivelmente adicionadas na mistura na circunstância respectiva vantajosa. Como meio de exemplo, por esse motivo, estas podem estar em solução ou dispersão em um dos componentes da mistura da reação, por exemplo, em um dos componentes de a) a e), e podem ser adicionadas com estes na mistura. As aditivos podem também ser adicionadas separadamente na mistura. Como meio de exemplo, fibras de celulose podem ser adicionadas em uma circunstância tal que estas estão presentes em uma dispersão homogênea na mistura para a produção das camadas de cobertura, mas não estão irreversivelmente danificadas pelo procedimento de misturação. A mistura inventiva aqui para a produção de camadas de cobertura pode como meio de exemplo ser produzida pelo processo descrito em DE 196 32 638. É igualmente possível, por exemplo, começar preparando a mistura da reação de poliuretano e em seguida misturar esta com o material mineral e, se apropriado, com os outros aditivos. Em outra forma de realização, o material mineral pode se apropriado, ser misturado primeiro com alguns dos componentes da mistura da reação, por exemplo, com os componentes b) e, se presente, de c) a e), e em seguida os componentes ainda não presentes, por exemplo o componente a) pode ser adicionado em um misturador.

[0043] As misturas da reação do poliuretano hidrofóbico cujo uso é preferido apresentam o aspecto processabilidade particularmente boa. Estas misturas da reação de poliuretano e os poliuretanos obtidos com as mesmas exibem particularmente boa adesão, em particular também em substratos úmidos, tal como material mineral molhado. O endurecimento da mistura da reação de poliuretano acontece na forma praticamente compacta a despeito da presença de água. Não existe por esse motivo, nenhuma exigência essencial para a secagem do material mineral antes da preparação da mistura.

[0044] Quando a mistura inventiva para a produção de camadas de cobertura é aplicada ao material de substrato, não existe nenhuma exigência que o material de substrato seja seco. Surpreendentemente, mesmo na presença do material de substrato molhado é possível obter uma boa adesão entre a camada de cobertura e o material de substrato. O material de substrato usado aqui, conhecido como a camada inferior ou camada aglutinante, é preferivelmente um material usado também na construção de estradas betuminosas.

[0045] Em outra forma de realização da invenção, a produção do material de substrato pode usar também uma mistura compreendendo uma mistura da reação do poliuretano inventivo e material mineral. O material mineral usado aqui compreende o material mineral frequentemente usado para a produção do material de substrato. A distribuição de tamanho do grão do material mineral para a produção do material de substrato é a mesma aqui como a da distribuição de tamanho de grão do material mineral frequentemente usado para a produção do material de substrato na construção de estradas betuminosas. A mistura para a produção do material de substrato pode compreender também, ao longo do material mineral e da mistura da reação de poliuretano, outras substâncias, tal como, betume, ou as substâncias frequentemente usadas para a produção de material de substrato. O processo para a preparação da mistura aqui é preferivelmente análogo ao da preparação da mistura para a produção de camadas de cobertura.

[0046] Esta mistura para a produção do material de substrato pode como meio de exemplo ser aplicada a um material de cascalho solto, e em seguida é preferivelmente compactada e endurecida. É também possível aqui o uso de uma pluralidade de camadas de material de substrato, onde estas diferem como meio de exemplo na proporção da mistura da reação de poliuretano e/ou na distribuição de tamanho de grão do material mineral.

[0047] Depois da aplicação da mistura inventiva para a produção de camadas de cobertura, esta pode em seguida ser coberta com areia espalhada. A mistura pode se apropriado, ser levemente compactada antes do processo de espalhamento.

[0048] Depois da aplicação no material de substrato, a mistura inventiva para a produção de uma camada de cobertura é compactada. Uma pressão maior do que 50000 N/m2 é preferivelmente aplicada aqui. É particularmente preferível o uso para o processo de compactação de um rolo que compactada mistura inventiva para a produção de camadas de cobertura com uma pressão linear estática de 7 kg/cm a 50 kg/cm, em particular de 10 kg/cm a 40 kg/cm. Este tipo de rolo pode também ser usado no modo vibração. Surpreendentemente, em particular camadas de cobertura altamente compactadas exibem uma susceptibilidade baixa do poliuretano a hidrólise e ciclos de congelamento-descongelamento.

[0049] Camadas de cobertura inventivas para estradas, vias, e outras áreas usadas pelo tráfego são preferivelmente aplicadas com uma espessura maior do que 0,5 cm. Espessuras de aplicação até um metro são possíveis em casos particulares, por exemplo, para pistas de pouso e decolagem. A espessura das camadas de cobertura é preferivelmente particularmente de 1 a 10 cm, em particular de 2 a 6 cm. A proporção em peso da mistura da reação de poliuretano e, se apropriado, de aditivos adicionados aqui é preferivelmente de 1 a 20% em peso, preferivelmente particularmente de 2 a 15% em peso, e em particular de 5 a 10% em peso com base no peso total da mistura inventiva para a produção de camadas de cobertura.

[0050] A ligação entre o material mineral e o aglutinante inventivo é muito segura. Praticamente nenhuma degradação hidrolítica ocorre nos poliuretanos, além disso, em particular quando compostos funcionais hidróxi tendo grupos hidrofóbicos são usados, o resultado por esse motivo sendo uma durabilidade durante um período muito longo das camadas de cobertura produzidas pelo processo inventivo. As camadas de cobertura inventivas têm particularmente propriedades boas para conter carga e são por esse motivo apropriadas para estradas, vias, e áreas usadas pelo tráfego, e particularmente para pistas de pouso e decolagem e estradas da classe de construção de V a I, em particular de III a I, as quais são submetidas a cargas relativamente elevadas, e pistas de pouso e decolagem onde estradas da classe de construção V são estradas de acesso e estradas da classe de construção I são auto-estradas e rodovias. O material mineral usado é preferivelmente o material recomendado para a respectiva classe de construção.

[0051] Uma outra vantagem das camadas de cobertura inventivas é sua compatibilidade boa com o meio ambiente. As camadas de cobertura usadas são por esse motivo diferentes das camadas de cobertura com base em betume porque não exigem a remoção como refugo especial. O processo de produção com custo de energia alto é também omitido, o resultado sendo menos emissão de CO2 no processo de produção. Particularmente quando misturas da reação hidrofóbica são usadas, surpreendentemente poucos danos por congelamento ocorrem. Uma outra vantagem das camadas de cobertura inventivas é o custo baixo de reparo. É suficiente produzir quantidades pequenas da mistura para a produção de uma camada de cobertura no local, sem aquecimento, e aplicar a mesma no local danificado, e compactá-la. Além disso, as propriedades mecânicas das camadas de cobertura inventivas continuam inalteradas por diversos anos. Uma outra vantagem das camadas de cobertura inventivas é a resistência a deslizamento melhorada, em particular no caso de camadas de cobertura com teor de poliuretano elevado, quando é feita uma comparação com camadas de cobertura com teor de betume elevado.

[0052] A invenção é ilustrada por um exemplo abaixo:

[0053] Mistura da reação de poliuretano 1:

[0054] 100 parte em peso de componente poliol do sistema Elastan 6551/101 e 50 partes em peso de IsoPMDI 92140, uma preparação compreendendo diisocianato de difenilmetano (MDI) foram misturados um com o outro.

[0055] Espécime 1

[0056] 10 partes em peso da mistura da reação de poliuretano 1 são misturadas com 100 partes em peso de uma mistura mineral (tamanho do grão 1/3, Piesberger) em uma unidade de misturação, carregadas em um molde de 100 x 100 x 100 e compactadas usando 85000 N/m2.

[0057] As propriedades do espécime resultante 1 foram determinadas por DIN EN 12390-3, DIN CEN/TS 12390-9, DIN 18035-5 e D-N EN 1269722 depois do armazenamento por mais de 24 horas, e foram listadas na Tabela 1.

[0058] Um instituto de teste externo avaliou a resistência a deslizamento e agarramento como favorável.

[0059] A Tabela 1 mostra que o espécime 1 produzido tem resistência elevada em particular a deformação (formação de ranhuras longitudinais) e ao desgaste devido as intempéries do tempo, e pode por esse motivo ser usado como um material para camada de cobertura.

Claims (12)

1. Processo para a produção de camadas de cobertura para estradas, vias, e outras áreas usadas pelo tráfego, caracterizado pelo fato de que produz uma mistura compreendendo material mineral e uma mistura da reação de poliuretano, e também, se apropriado, outros aditivos, aplicando-a a um material de substrato e compactando-a e endurecendo-a aplicando uma pressão de pelo menos 50000 N/m2, onde as operações são realizadas sem o uso de solventes e a mistura da reação de poliuretano é obtenível misturando a) isocianatos com b) compostos tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianato, que compreende um composto funcional hidróxi tendo grupos hidrofóbicos e também, se apropriado, c) extensores de cadeia e/ou agentes de reticulação, d) catalisadores, e e) outros aditivos.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de substrato é obtenível através da aplicação e endurecimento de uma mistura composta de um material mineral e de uma mistura da reação de poliuretano.

3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que isocianatos aromáticos são usados como isocianato a).

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que isocianatos alifáticos ou misturas compostas de isocianatos aromáticos e alifáticos é/são usados como isocianatos a).

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o composto funcional hidróxi tendo grupos hidrofóbicos compreende um composto funcional hidróxi conhecido na oleoquímica.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o composto b) tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianato compreende um composto funcional hidróxi conhecido na oleoquímica e uma resina de hidrocarboneto aromático modificada com fenol.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a funcionalidade média do composto b) tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio reativos para isocianato é maior do que 2.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a proporção da mistura da reação de poliuretano na camada de cobertura é de 1 a 20% em peso, com base no peso total da mistura para a produção das camadas de cobertura.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o material mineral compreende principalmente material quebrado.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a mistura para a produção da camada de cobertura compreende aditivos.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a mistura para a produção da camada de cobertura compreende fibra como aditivos.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a espessura da camada de cobertura é de 0,5 a 15 cm.