ES2334392T3

ES2334392T3 - Composiciones bituminosas para la construccion de carreteras.

Info

Publication number: ES2334392T3
Application number: ES07002914T
Authority: ES
Inventors: Ramon Valls; Dr. Joaquin Bigorra Llosas; Javier Raya
Original assignee: Cognis IP Management GmbH
Current assignee: Cognis IP Management GmbH
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2010-03-09
Anticipated expiration: 2027-02-12
Also published as: EP1956050A1; DE602007002611D1; EP1956050B1; US7655712B2; ATE444339T1; US20080207802A1

Abstract

Composiciones bituminosas para la construcción de carreteras, que comprenden como aglutinantes (a) al menos un diluyente seleccionado del grupo que consiste en dialquilamidas derivadas de ácidos grasos insaturados y que son capaces de convertirse químicamente durante el contacto con aire, después de que se haya extendido el aglutinante, y (b) al menos un catalizador para la polimerización del diluyente bajo la acción del oxígeno.

Description

Composiciones bituminosas para la construcción de carreteras.

La presente invención trata del área de la construcción de carreteras y se refiere a nuevos diluyentes para composiciones bituminosas.

Antecedentes de la invención

Los aglutinantes bituminosos se usan en particular en la industria de la construcción de carreteras para proporcionar la unión entre los agregados o entre el sustrato y los agregados. A este respecto, se distinguen varias posibilidades:

(i): El aglutinante bituminoso se mezcla en caliente con agregados y el producto se describe entonces como mezclas bituminosas calientes, proporcionando el aglutinante bituminoso la unión entre los agregados.

(ii): El aglutinante bituminoso se extiende en caliente sobre el sustrato y a continuación los agregados se extienden sobre esta capa bituminosa, lo que proporciona adhesión al sustrato. El resultado se describe entonces como acabados aglutinantes anhidros.

(iii): El aglutinante bituminoso se mezcla en frío con los agregados y el producto se describe entonces como mezclas bituminosas frías producidas con una emulsión acuosa de producto bituminoso.

(iv): El aglutinante bituminoso se extiende en frío y el resultado se describe entonces como acabados producidos con la emulsión acuosa de aglutinante bituminoso.

Cuando se preparan estas mezclas o se llevan a cabo estas operaciones de extensión, siempre es necesario que la consistencia del aglutinante sea tal que permita un buen humedecimiento de los agregados y que la consistencia del aglutinante cambie subsiguientemente para que las mezclas bituminosas o los acabados así producidos adquieran comportamientos mecánicos que los hagan adecuados para su uso en la construcción de carreteras. Se obtiene una consistencia inicial más fluida del aglutinante bien calentando el aglutinante bituminoso o bien diluyendo o fluidificando (estos dos términos indican la misma operación, siendo habitualmente la elección de uno u otro una función de la naturaleza del aditivo), al introducir un disolvente o aceite fluidificante de origen petrolífero o de la química del carbono, o bien mediante la emulsificación acuosa del aglutinante bituminoso, o bien mediante una combinación de los métodos anteriores.

Los disolventes actualmente usados son de origen petrolífero o de la química del carbono. Después de la aplicación del aglutinante, se evaporan para permitir que el último recupere su alta consistencia. Los disolventes, dispersados así gradualmente en la atmósfera, polucionan la última, contaminan organismos aeróbicos y contribuyen al efecto invernadero. Por otra parte, generalmente comprenden compuestos aromáticos policíclicos, al menos algunos de los cuales son reconocidos como mutagénicos. El uso de estos disolventes contribuye al agotamiento de los recursos de combustibles fósiles. La presencia de los disolventes mencionados anteriormente también plantea problemas de seguridad, debido a que disminuyen mucho el punto de ignición y requieren medidas estrictas para la protección contra el fuego a lo largo del almacenamiento y durante el transporte. La solicitud de patente francesa FR 2768150 A1 (Saada) sugiere usar ésteres metílicos de ácidos grasos insaturados como componentes diluyentes. Sin embargo, se ha encontrado que estos compuestos exhiben una conducta reológica insatisfactoria durante el proceso de curado.

El objetivo de la invención es vencer la totalidad o parte de las desventajas anteriores, sin afectar al comportamiento en la construcción de carreteras del aglutinante bituminoso o sus condiciones de uso.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a composiciones bituminosas para la construcción de carreteras, que comprenden como aglutinantes

(a): al menos un diluyente seleccionado del grupo que consiste en dialquilamidas derivadas de ácidos grasos insaturados y que son capaces de convertirse químicamente durante el contacto con aire, después de que se haya extendido el aglutinante, y

(b): al menos un catalizador para la polimerización del diluyente bajo la acción del oxígeno.

Sorprendentemente, se ha observado que las dialquilamidas de ácido graso insaturadas muestran propiedades superiores, especialmente con respecto a la llamada "temperatura de reblandecimiento determinada por anillo y bola", en comparación, por ejemplo, con ésteres metílicos de ácido graso insaturado que se conocen para el mismo propósito a partir del estado de la técnica. Además, las dialquilamidas de ácido graso insaturadas son medioambientalmente seguras y no representan VOC, ya que se incorporan en la masa bituminosa en el transcurso del curado.

Dialquilamidas insaturadas

Habitualmente, dichas dialquilamidas insaturadas que forman el componente diluyente de acuerdo con la presente invención corresponden a la fórmula general (I),

(I)R^{1}CO-NR^{2}R^{3}

en la que R^{1}CO representa un radical acilo que tiene de 16 a 22 átomos de carbono y de 1 a 3 dobles enlaces, y R^{2} y R^{3} indican independientemente grupos alquilo o hidroxialquilo que tienen de 1 a 4 átomos de carbono. Ejemplos típicos son dialquilamidas basadas en los mismos ácidos grasos insaturados que se listan en la sección anterior. Sin embargo, las dialquilamidas preferidas se derivan de ácido oleico, ácido de girasol, ácido de soja o ácido graso de taloil. En una segunda realización preferida de la presente invención, las dialquilamidas insaturadas representan dimetilamidas. Finalmente, los disolventes reactivos más preferidos son dimetilamidas derivadas de ácido oleico o taloil.

Catalizadores de Polimerización

En ausencia de evaporación de disolventes, el incremento en la consistencia del aglutinante después de la extensión implica reacciones químicas en presencia de oxígeno atmosférico. Estas reacciones, catalizadas de un modo conocido mediante sales metálicas, comprenden la formación de puentes de peróxido sobre las cadenas insaturadas de los restos ácido graso. Estos puentes son inestables y dan como resultado la formación de radicales libres, que atacan otras cadenas, produciendo mediante propagación una reticulación por polimerización de las dialquilamidas. Catalizadores de polimerización adecuados abarcan carboxilatos y naftenatos de metales alcalinotérreos o de transición tales como, por ejemplo, octanoatos y/o naftenatos de calcio, bario, zinc o cobalto.

Composiciones

En una realización preferida, las composiciones de acuerdo con la invención comprenden

(i): de aproximadamente 80% en peso a aproximadamente 94,9% en peso, preferiblemente de aproximadamente 85% en peso a aproximadamente 95% en peso, de betún,

(ii): de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 19% en peso, preferiblemente de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 15% en peso, de dialquilamidas de ácido graso insaturadas, y

(iii): de aproximadamente 0,1% en peso a aproximadamente 1% en peso, preferiblemente de 0,2% en peso a 0,5% en peso, de catalizadores de polimerización

-: \vtcortauna calculado sobre la cantidad de sólidos de las composiciones y a condición de que las cantidades sumen 100% en peso. Habitualmente, las composiciones consisten en una fase bituminosa y una acuosa, representando dicha fase acuosa de aproximadamente 0,1% en peso a aproximadamente 20% en peso, y preferiblemente entre 1% en peso y 15% en peso de la composición total. Preferiblemente, los aglutinantes están presentes en la fase acuosa de la composición y las composiciones representan emulsiones o dispersiones.

Aplicación Industrial

Otros objetivo de la presente invención se refiere al uso de dialquilamidas insaturadas, más particularmente de dimetilamida de ácido oleico, como diluyentes curables para la producción de composiciones bituminosas para la construcción de carreteras. Dichas dialquilamidas pueden estar presentes en cantidades de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 20% en peso, y preferiblemente de aproximadamente 7% en peso a aproximadamente 15% en peso - calculado sobre la composición acuosa o no acuosa total.

Ejemplos

Ejemplo 1, Ejemplos Comparativos C1 y C2

Muestras de los aglutinantes comparativos C1 y C2, así como un aglutinante de acuerdo con la invención, que muestran todos una viscosidad inicial de aproximadamente 110 s, medida a 40ºC de acuerdo con Estándar NF T66-005, se extendieron como capas de 1 mm y se almacenaron a una temperatura de 10 ó 20ºC. El punto de reblandecimiento por el método de anillo y bola se midió de acuerdo con el Estándar Francés NF T66-008, para cada capa, después de 3, 7, 14 y 31 días. Los resultados se dan en la Tabla 1.

TABLA 1

1

Como puede observarse, las composiciones de acuerdo con la presente invención exhiben propiedades de endurecimiento superiores en comparación con composiciones similares basadas en ésteres metílicos de ácido graso insaturado y muestran una evolución similar a un composición clásica (C1).

Claims

1. Composiciones bituminosas para la construcción de carreteras, que comprenden como aglutinantes

2. Composiciones de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque las composiciones comprenden como componente (a) dialquilamidas que corresponden a la fórmula general (I),

(I)R^{1}CO-NR^{2}R^{3}

en la que R^{1}CO representa un radical acilo que tiene de 16 a 22 átomos de carbono y de 1 a 3 dobles enlaces, y R^{2} y R^{3} indican independientemente grupos alquilo o hidroxialquilo que tienen de 1 a 4 átomos de carbono.

3. Composiciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 y/o 2, caracterizadas porque las composiciones comprenden como componente (a) dimetilamida de ácido oleico.

4. Composiciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque comprenden como componente (b) carboxilatos y/o naftenatos de metales alcalinotérreos o de transición.

5. Composiciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque comprenden

(i): de 80% en peso a 94,9% en peso de betún,

(ii): de 1% en peso a 19% en peso de dialquilamidas de ácido graso insaturadas, y

(iii): de 0,1% en peso a 1% en peso de catalizadores de polimerización

-: \vtcortauna calculado sobre la cantidad de sólidos de las composiciones y a condición de que las cantidades sumen 100% en peso.

6. Composiciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas porque consisten en una fase bituminosa y una acuosa, representando dicha fase acuosa de 0,1% en peso a 20% en peso de la composición total.

7. Composiciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas porque los aglutinantes están presentes en la fase acuosa de la composición.

8. Composiciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizadas porque las composiciones representan emulsiones o dispersiones.

9. Uso de dialquilamidas insaturadas como diluyentes curables para la producción de composiciones bituminosas para la construcción de carreteras.

10. Uso de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque las dialquilamidas insaturadas están presentes en cantidades de 5% en peso a 20% en peso calculado sobre la composición acuosa o no acuosa total.