BRPI0702862B1 - Composição betuminosa, método para produzir a mesma e rodovia pavimentada compreendendo a referida composição - Google Patents

Abstract

dispersões água em óleo de betume e métodos para produzir composições de pavimentação a partir das mesmas. a presente invenção refere-se a composições betuminosas apropriadas para uso em aplicações de pavimentação, contendo uma dispersão água em óleo de betume com betume grau pavimentação, tais como as variedades com grau de penetração, grau de viscosidade e/ou grau de penetração, que é substancialmente isenta de solventes voláteis, fabricada controlando a reologia interfacial dependente da temperatura através do uso de tensoativos seletos. as composições para pavimentação da invenção são apropriadas para uso na construção de pavimentos com suporte de carga e alto tráfego, em uma faixa de temperaturas mais baixa do que aquela necessária para composições de pavimentação em mistura quente convencionais, mas ainda assim com compactação similar ou superior até as densidades características, e uma velocidade de cura pelo menos igual.

Description

(54) Título: COMPOSIÇÃO BETUMINOSA, MÉTODO PARA PRODUZIR A MESMA E RODOVIA PAVIMENTADA COMPREENDENDO A REFERIDA COMPOSIÇÃO (51) Int.CI.: C08J 11/04; C08K 3/20 (30) Prioridade Unionista: 28/03/2006 US 11/391,146 (73) Titular(es): MEADWESTVACO CORPORATION (72) Inventor(es): EVERETT CREWS; TOM GIRARDEAU; IAIN JACK

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para COMPOSIÇÃO BETUMINOSA, MÉTODO PARA PRODUZIR A MESMA E RODOVIA PAVIMENTADA COMPREENDENDO A REFERIDA COMPOSIÇÃO.

Este pedido de patente é uma continuação-em-parte do pedido de patente U.S. co-pendente e comumente cedido n- de série [11/931.146] 11/391.146, depositado em 28 de março de 2006, que é um pedido de patente, continuação-em-parte do pedido de patente internacional nPCT/US2005/002916, depositado em 27 de janeiro de 2005, que reivindica prioridade do pedido de patente provisório n° 60/545.713, depositado em 18 de fevereiro de 2004.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A composição betuminosa para pavimentação em mistura quente consiste principalmente em agregado e betume aglutinante, fabricada geral misturando agregado pré-tratado e betume aglutinante em equipamentos de misturação em batelada ou contínuos. Antes de misturar, o agregado é aquecido até temperaturas acima de 150°C, para remover quantitativamente a umidade superficial e ligada aos pòros. O betume é aquecido até temperaturas que tipicamente excedem 143°C, para baixar a viscosidade do produto e tomá-lo apropriado para bombeamento através de equipamentos de transferência de líquidos convencionais. A composição de pavimentação resultante tem tipicamente uma temperatura acima de 143°C quando sai do equipamento de misturação. Esta composição de pavimentação em alta temperatura é referida tipicamente pelos versados nessas técnicas como mistura asfáltica quente (HMA”).

As temperaturas elevadas são necessárias na produção da composição de pavimentação com mistura asfáltica quente para assegurar a secagem completa do agregado e a fluidez adequada da mistura asfáltica quente, para ser processada facilmente através dos equipamentos de transferência da usina de asfalto para pavimentação, tais como vagonetes, correias ou ripas transportadoras, usadas em sistemas de armazenamento em silos. Adicionalmente, a composição de pavimentação da mistura asfáltica quente é produzida em temperaturas que excedem 143°C, para assegurar que ela possa ser descarregada uniformeménte de reboques de carretas; processada facilmente através de equipamentos de pavimentadoras de asfalto; e compactada até densidades desejadas sob força compressiva de equipamentos compactadores estáticos, vibratórios, ou oscilatórios de aço e pneumáticos, convencionais.

Os betumes aglutinantes usados comumente em aplicações de pavimentação betuminosa de pega rápida, média e lenta são emulsões de óleo em água que apresentam viscosidades e características de fluidez apropriadas para bombeamento, misturação e aspersão. No caso de emul10 soes de óleo em água, o betume ou fase oleosa é dispersada como gotículas estabilizadas de uma fase contínua de água.

No caso de composições de pavimentação na construção de pavimentos com suporte de carga, não é prático usar uma emulsão de betume óleo em água, contendo mais do que 75% em peso de betume, basea15 do no peso total da emulsão. A emulsão de betume que contém este alto teor de betume tem propriedades inaceitáveis de manuseio e transferência. Adicionalmente, elevar as temperaturas para facilitar o manuseio não é uma opção porque a fase aquosa dessa emulsão de óleo em água evaporaria e resultaria em maiores aumentos na viscosidade.

Em contraste com a emulsão óleo em água de betume, a dispersão de betume água em óleo distingue-se como gotículas de água dispersadas em uma fase oleosa contínua de betume. A interface entre a fase aquosa polar e a fase betuminosa apoiar na dispersão água em óleo de betume pode ser estabilizada pelo uso de agentes tensoativos. Tipicamente, a fase '25 aquosa dispersada compreende menos do que 20% em peso, baseado no peso da dispersão água em óleo de betume.

A patente US n^s 5.256.195 descreve um betume aglutinante para uma composição betuminosa de pavimentação, que consiste em uma emulsão de betume convencional do tipo aniônico ou catiônico e um aditivo para quebra da emulsão, compreendendo uma dispersão água em óleo de betume. O aditivo para quebra da emulsão é misturado dentro da emulsão convencional momentos antes do uso do betume, para controlar a quebra da

emulsão de betume, de tal modo que ela seja retardada, mas rápida quando ela iniciou. Depois de um curto tempo de retardamento, que é definido pela quantidade e pela composição do aditivo, a emulsão de betume quebra e desenvolve-se rapidamente uma boa capacidade de se ligar ao material pétreo. A quantidade de aditivo para quebrar a emulsão é geral 1-15%, de preferência 2-4% em peso, baseado no peso da emulsão de betume acabada. A dispersão de água em óleo usada no aditivo para quebra da emulsão compreende principalmente óleos de baixa viscosidade, tais como óleos minerais, e similares, e/ou betume de baixa viscosidade, tal como betume fundente. Como resultado, o uso desse aditivo para quebra de emulsão com dispersão de água em óleo, em composições de pavimentações, reduz a resistência precoce à compressão do pavimento compactado. As dosagens de insumos diluentes, tão pequenas quanto 0,1% em peso da emulsão, freqüentemente reduzem a resistência à compressão do pavimento compactado até a hora em que o conteúdo de diluente tenha evaporado para a atmosfera. Uma menor resistência à compressão pode resultar na deformação sob tráfego; portanto, as emulsões que contêm esse aditivo para quebrar emulsão com dispersão água em óleo não apropriadas para uso nas composições para pavimentação para a construção de pavimentos com suporte de carga.

As composições betuminosas para pavimentação, que contêm uma dispersão água em óleo de betume grau pavimentação (betumes com grau de desempenho especificado pelo Strategic Highway Research Program, betumes com viscosidade graduada, ou betumes com grau de penetração) apresentam uma viscosidade que impede o escoamento em temperaturas abaixo do ponto de ebulição da água. As propriedades deficientes de manuseio e transferência dessa dispersão de alta viscosidade impedem seu uso na produção de composições betuminosas para construção de pavimentos com suporte de carga que utilizam produção de asfalto em mistura quente e equipamentos de construção convencionais. Os controles e equipamentos de transferência de líquidos dos projetos de engenharia de usinas não são compatíveis com o uso dessas composições de alta viscosidade. As dispersões água em óleo de betume, fabricadas com betume grau pavimentação convencional, devem ser produzidas em um vaso de pressão para impedir uma evaporação de água. Tipicamente, o betume grau pavimentação deve ser aquecido até cerca de 135°C, para assegurar sua fluidez suficiente para um processamento apropriado em equipamentos de moagem de colóides convencionais. A combinação de 80 partes de betume a 135°C com 20 partes de água resulta em uma dispersão água em óleo de betume, que tem uma temperatura acima de 135°C. Sem contrapressão, a ebulição da água ocorre.

Para enfrentar a dificuldade de processamento em virtude da alta viscosidade, o betume grau pavimentação é tipicamente pré-diluído com solventes compatíveis com betume, tais como óleo diesel, nafta, gasolina, querosene, biodiesel, óleos residuais, e outros diluentes apropriados compatíveis com betume. A pré-diluição do betume reduz a temperatura necessária da fase de betume durante a produção da dispersão de água em óleo, bem como impede uma evaporação potencial do produto acabado. Entretanto, o uso de solventes compatíveis com betume ou outros diluentes tem conseqüências indesejáveis. Os vapores que escapam no solvente/diluente apresentam riscos de saúde para os trabalhadores e preocupações quanto a po20 luentes do ar devido à emissão de compostos voláteis. O solvente/diluente pode lixiviar para dentro do solo e dos lençóis freáticos, deteriorando a qualidade da água e do solo. Além disso, o resíduo de solvente/diluente pode permanecer no betume da estrutura do pavimento acabado, causando uma redução significativa na rigidez do pavimento. A redução da rigidez, por sua vez, leva à deformação da estrutura do pavimento sob uma carga o tráfego. Assim sendo, a aplicação dessas composições de pavimentação, que contêm solvente/diluente residual, é limitada principalmente a rodovias para vias rurais e/ou com baixo volume de tráfego.

As composições betuminosas para pavimentação em mistura quente, fabricadas com betume grau pavimentação e projetadas para pavimentos com suporte de carga de alto tráfego, são produzidas normalmente misturando o betume liquefeito não-emulsifiçado com agregado preaquecido em temperaturas elevadas usualmente acima de 150 °C. Antes de misturar, o betume não-emulsifiçado é liquefeito aquecendo até temperaturas bem acima do seu ponto de fusão, e o agregado é preaquecido em um forno rotativo em temperaturas extremamente altas, para expulsar a água adsorvida dentro dele. A composição de pavimentação em mistura quente acabada, contendo agregado e betume aglutinante, deve ser substancialmente isenta de água, ara assegurar que a composição de pavimentação não apresente qualquer sensibilidade à umidade depois que ela é transportada, assentada e compactada. Além disso, as composições de pavimentação em mistura quente devem ser produzidas, assentadas e compactadas na temperatura acima de 150°C, pois sua capacidade de compactação depende da temperatura. O manuseio, colocação e compactação da composição tornam-se extremamente difíceis e as densidades de projeto (vazios de ar) não conseguem ser atingidas, caso uma temperatura da composição de pavimentação em mistura quente seja abaixo de 100°C. Deixar de atingir as densidades nominais de projeto resulta na deformação ou enrugamento da camada de pavimento nos trajetos das rodas do tráfego veicular. Adicionalmente, deixar de atingir a densidade de projeto pode produzir um pavimento excessivamente poroso suscetível à intrusão de umidade e distensão relacionada à umidade.

Portanto, na construção de pavimentas com suporte de carga, há uma necessidade de uma composição betuminosa de pavimentação fabricada com betume grau pavimentação (betumes com grau de desempenho especificados pelo Strategic Highway Research Program, betumes com grau de viscosidade, ou betumes com grau de penetração), que pode ser produzida usando equipamentos de produção convencionais, bem como processada e transferida facilmente.

Além disso, na construção de pavimentas com suporte de carga, há uma necessidade de uma composição betuminosa para pavimentação, fabricada com betume grau pavimentação, que é substancialmente isento de solvente/diluente volátil, para minimizar, senão eliminar completamente, emissões de compostos voláteis e/ou a quantidade de resíduos de compostos

2/ ^λ25 voláteis deixados no pavimento acabado.

Adicionalmente, na construção de pavimentos com suporte de carga, há uma necessidade de composições betuminosas para pavimentação, que podem ser produzidas, transferidas e aplicadas em uma temperatura mais baixa do que a temperatura tipicamente alta necessária para uma composição de pavimentação em mistura quente.

É um objetivo da presente invenção fornecer dispersões inusitadas de betume, água em óleo, apropriadas para uso em pavimentos com suporte de carga.

É outro objetivo da presente invenção fornecer composições betuminosas para pavimentação, para pavimentos com suporte de carga, contendo dispersões água em óleo de betume com betume grau pavimentação, tais como as variedades de grau de penetração, grau de viscosidade e/ou gradação de penetração, que tenham reoiogia interfacial dependente de temperatura e controlável.

É ainda outro objetivo da presente invenção fornecer composições betuminosas para pavimentação, para pavimentos com suporte de carga, contendo dispersões água em óleo de betume com betume grau pavimentação, tais como as variedades de grau de penetração, grau de viscosidade e/ou gradação de penetração, que sejam substancialmente isentas de solventes voláteis.

É um objetivo adicional da presente invenção fornecer composições betuminosas para pavimentação, para pavimentos com suporte de carga, contendo dispersões água em óleo de betume com betume grau pavimentação, isto é, variedades de grau de penetração, grau de viscosidade e/ou gradação de penetração, que possam ser produzidas usando equipamentos de produção convencionais, tais como métodos de misturação em linha, que envolvem operações unitárias mecânicas estáticas e/ou dinâmicas, em usinas de mistura de asfalto fixas e/ou móveis das variedades em batelada, contínuas e/ou duplas. O termo móvel·¹ inclui, porém sem limitações, equipamentos usados em operações in situ e in loco.

É ainda outro objetivo da presente invenção fornecer composi30 ções betuminosas para pavimentação, que apresentam revestimento substancialmente completo de agregados e capacidade de compactação até densidades requeridas no campo, bem como que desenvolvam rapidamente a resistência de suporte de carga.

Outros objetivos, características e vantagens da presente invenção serão enunciados em parte na descrição que se segue, e em parte tornar-se-ão evidentes a partir da descrição ou podem ser apreendidas pela prática da invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a composições betuminosas apropriadas para uso em aplicações de pavimentação, contendo uma dispersão água em óleo de betume com betume grau pavimentação, tais como as variedades com grau de penetração, grau de viscosidade e/ou gradação de penetração, que é substancialmente isenta de solventes voláteis, fabricada controlando a reologia interfacial dependente da temperatura através do uso de tensoativos seletos. As dispersões água em óleo de betume das composições de pavimentação da invenção contêm tensoativos que têm atributos estruturais que conferem baixa viscosidade interfacial, baixo efeito Marangoni, e alta solubilidade interfacial do betume em uma temperatura na faixa entre cerca de 6O°C e cerca de 120°C, para melhorar a estabilidade interfacial e a reologia das dispersões. As composições para pavimentação da invenção têm melhor controle da estabilidade interfacial e da reologia em uma temperatura mais alta do que aquela de tecnologias com misturas frias à temperatura ambiente, mas uma temperatura mais baixa do que aquela de tecnologias com misturas quentes, proporcionando desta forma uma melhor densificação e desenvolvimento acelerado da resistência no estado compactado, quando usadas para pavimentos rodoviários com suporte de carga.

As dispersões água em óleo de betume da invenção, fabricadas com betume grau pavimentação, isto é, betume com grau de desempenho, betume com grau de viscosidade e betume com grau de penetração, usados comumente na produção de pavimentos com suporte de carga e/ou alto tráfego, são substancialmente isentas de solventes (isto é, menos do que 4% de solvente), e apresentam reologia interfacial, dependente da temperatura, controlável, e revestem completamente os agregados em uma faixa de temperaturas entre cerca de 60 °C e cerca de 120 °Ç. Conseqüentemente, as composições betuminosas para pavimentação da invenção são apropriadas para a construção de pavimentos com suporte de carga e melhor compactação até densidades similares ou superiores àquelas atingidas nas composições betuminosas para pavimentação em mistura quente, convencionais. A velocidade da cura das composições betuminosas da invenção é mais alta do que aquelas das composições para pavimentação baseadas em emul10 sões de betume em mistura fria, e pelo menos igual àquelas de composições betuminosas para pavimentação em mistura quente. Adicionalmente, as composições betuminosas da invenção, usadas na construção de pavimentos, em uma faixa de temperaturas entre cerca de 60°C e cerca de 120°C, desenvolvem propriedades de resistência adesiva e resistência a suporte de carga em velocidades comparáveis àquelas de composições betuminosas para pavimentação em mistura quente, e em velocidades mais rápidas do que aquelas de composições betuminosas para pavimentação em mistura fria.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma ilustração esquemática de derivados de etoxitrimetilenoamina de tensoativo de amina graxa de Ci₂ a C₂4 da estrutura (I);

a figura 2 é uma ilustração esquemática de derivados de propoxirtrimetilenoamina de tensoativo de amina graxa de Ci₂ a C₂₄ da estrutura (N);

’25 a figura 3 é uma ilustração esquemática de tensoativo de dialquilamina alifática de Ci₂ a C₂₄ da estrutura (lll);

a figura 4 é uma ilustração esquemática de tensoativo de amina quaternária alifática de Ο_Ί2 a C₂₄ da estrutura (IV);

a figura 5 é uma ilustração esquemática de tensoativo de amina 30 quaternária alifática de C12 a C₂₄ da estrutura (V);

a figura 6 é um gráfico de curva à potência de 0,45, ilustrando a gradação dos materiais usados nos Exemplos 4-6; e a figura 7 é um desenho esquemático da unidade de misturação estática em linha para conduzir os experimentos da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção será agora doravante descrita mais detalhadamente, porém nem todas as modalidades estão indicadas. Na realidade, esta invenção pode ter modalidades em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como estando limitada às modalidades enunciadas neste relatório descritivo; ao invés disso, essas modalidades são fornecidas de tal modo que a descrição satisfaça as exigências legais aplicáveis.

Os termos betume e betuminoso na presente invenção referem-se ao betume de ocorrência natural e ao betume modificado. Eles são conhecidos também como asfalto.

As composições betuminosas da presente invenção, apropriadas como composições de pavimentação para pavimentos com suporte de carga e/ou pavimentos de alto tráfego compreendem dispersão água em óleo de betume e agregado. Deve-se entender que o termo agregado na presente invenção inclui também pavimento asfáltico recuperado (RAP). A dispersão água em óleo de betume é isenta de solvente e contém betume, água, e um tensoativo ou combinação de tensoativos que têm atributos estruturais que conferem baixa viscosidade interfacial, baixo efeito Marangoni, e alta estabilidade interfacial do betume, em uma faixa de temperaturas entre cerca de 60°C e 120°C, para melhorar a estabilidade interfacial e a reologia das dispersões.

Qualquer betume conhecido que atende às especificações de grau de desempenho, grau de viscosidade ou grau de penetração, pode ser usado na presente invenção. Os agregados apropriados para uso na presente invenção têm propriedades atendidas às especificações estabelecidas pelas autoridades de transportes como apropriadas para uso na construção de pavimentos com suporte de carga.

Em uma modalidade da presente invenção, a composição betuminosa para pavimentação compreende:

(i) dispersão água em óleo de betume em uma quantidade entre cerca de 2% e cerca de 10% em peso, baseado no peso total da composição betuminosa, onde a dispersão de água em óleo compreende:

(a) betume em uma quantidade entre cerca de 75% e cerca de 95% em peso, baseado no peso total da dispersão, (b) pacote de tensoativos com uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 40 dyn/cm em uma temperatura de 26 °C, e em uma concen10 tração aquosa menor do que 0,1% em peso, em uma quantidade entre cerca de 0,05% e cerca de 2% em peso do peso total da dispersão, (c) água em uma quantidade para completar a dispersão; e (ii) agregado e/ou pavimento asfáltico recuperado em uma quantidade entre cerca de 90% e cerca de 98% em peso do peso total da composição betuminosa.

Em uma modalidade da presente invenção, a composição betuminosa para pavimentação compreende:

(i) dispersão água em óleo de betume em uma quantidade entre cerca de 2% e cerca de 10% em peso, baseado no peso total da composição betuminosa, onde a dispersão de água em óleo compreende:

(a) betume em uma quantidade entre cerca de 85% e *25 cerca de 95% em peso, baseado no peso total da dispersão, (b) pacote de tensoativos com uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 40 dyn/cm em uma temperatura de 26°C, e em uma concentração aquosa menor do que 0,1% em peso, em uma quantidade entre cerca de 0,05% e cerca de 2% em peso do peso total da dispersão, cerca de 95% em peso, baseado no peso total da dispersão, (b) pacote de tensoativos com uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 40 dyn/cm em uma temperatura de 26 °C, e em uma concentração aquosa menor do que 0,1% em peso, em uma quantidade entre cerca de 0,1% e cerca de 0,75% em peso do peso total da dispersão, (c) água em uma quantidade para completar a dispersão; e (ii) agregado e/ou pavimento asfáitico recuperado em uma quantidade entre cerca de 90% e cerca de 98% em peso do peso total da composição betuminosa.

Betume

Os betumes apropriados para uso na presente invenção podem ser betume, betume modificado, e combinações dos mesmos. Como aqui utilizados, os termos betume e betume modificado significam os betumes que apresentam propriedades reológicas apropriadas para aplicações em pavimentação, sob condições climáticas específicas, tais como aquelas que atendem as especificações de aglutinantes para pavimentação do Strategic Highway Research Program (SHRP). Além disso, os betumes podem atender às especificações de betumes com grau de viscosidade e/ou grau de penetração.

Os betumes apropriados para uso na presente invenção incluem, porém sem limitações, betumes de ocorrência natural, tais como asfalto do Lago Trinidad, gilsonita e derivados de gilsonita; betumes derivados de óleo bruto; piches de petróleo obtidos a partir de um processo de craqueamento; alcatrão de hulha; e combinações dos mesmos. Adicionaimente, os betumes apropriados para uso na presente invenção podem conter resíduos de borracha reciclada de pneus reciclados. Deve-se entender que os termos betume e betuminoso podem significar também asfalto.

Os betumes modificados apropriados para a presente invenção podem compreender quaisquer aditivos conhecidos na produção de betume modificado, que têm propriedades que atendem aos padrões de grau de desempenho. Estes aditivos podem incluir, porém sem limitações, borrachas naturais, borrachas sintéticas, plastômeros, resinas termoplásticas, resinas termorrígidas, elastômeros, e combinações dos mesmos. Os exemplos destes aditivos incluem, porém sem limitações, estireno-butadieno-estireno (SBS), borracha de estireno-butadieno (SBR), poliisopreno, polibutileno, borracha de butadieno-estireno, polímeros vinílicos, copolímero de etileno e acetato de vinila, derivados de copolímero de etileno e acetato de vinila, e similares.

Em uma modalidade da presente invenção, o betume modificado compreende pelo menos um aditivo selecionado no grupo que consiste em estireno-butadieno-estireno; borracha de estireno-butadieno; reticulante contendo enxofre; modificador ácido, tal como ácido de óleo de tall, breu de óleo de tall e derivado de ácido fosfórico; e combinações dos mesmos. A produção de betume modificado com os aditivos assinalados é bem-conhecida pelos versados nessas técnicas.

Quando desejado, o betume modificado pode compreender aditivos adicionais empregados tradicionalmente na produção de emulsões de betume, para ajustar as características das composições betuminosas acabadas para pavimentação. Tais aditivos adicionais incluem, porém sem limitações, látex de borracha de estireno-butadieno; látex de poliisopreno; sal; modificador ácido, tal como (ácido poli fosfórico), óleo de tall bruto, ácidos de óleo de tall destilado, breu de óleo de tall e derivados deles; modifica25 dor céreo, tal como cera de linhito (cera montana), cera de abelha e ceras de Fisher-Tropsch; e combinações dos mesmos.

Tensoativo

Os tensoativos usados na presente invenção podem ser dos tipos aniônicos, tipos anfóteros, tipos catiônicos, tipos não-iônicos, e combi30 nações dos mesmos.

Os tensoativos aniônicos apropriados incluem, porém sem limitações, os seguintes: ácidos graxos saturados de C12-C24; ácidos graxos in14 saturados de C12-C24; ácidos graxos insaturados de C12-C24 modificados com ácido acrílico, anidrido maléico, ácido fumárico, dienos, ou dienófilo; ácido de breu; ácido de breu modificado com ácido acrílico, anidrido maléico, ácido fumárico, dienos ou dienófilos; polímeros resinosos naturais; resina Vinsol;

resina de quebracho; tanino; polímero lenhoso, tal como lignina de óleo de tair, e similares; (ácido poliacrílico); derivadopoliacrilato; sulfonatos de alquila; sulfonatos alquilbenzila; sulfatos de alquila; fosfonatos de alquila; resinas fenólicas; e combinações dos mesmos.

Como aqui utilizado, 0 termo tensoativos aniônicos'¹ inclui os 10 compostos assinalados acima e seus derivados. Eles incluem, porém sem limitações, produtos de adição e produtos de condensação, formados pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em polímeros resinosos naturais, resina Vinsol, resina de quebracho, taninos e lignina; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácidos graxos saturados de C10-C24; ácidos graxos insaturados de C10-C24; ácidos graxos insaturados de C10-C24 modificados com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido acrílico, anidrido maléico, ácido fumárico, dienos, ou dienófilo.

Os derivados sulfatos, sulfonatos, fosfatos ou fosfonatos dos compostos supramencionados são apropriados para uso na presente invenção, incluindo, porém sem limitações, aqueles de lignina, polímeros resinosos naturais, resina Vinsol, resina de quebracho, e tanino. Os derivados sulfatos, sulfonatos, fosfatos ou fosfonatos dos produtos de adição complexos, ou produtos de condensação formados por uma reação de (i) pelo menos ‘25 um membro selecionado no grupo que consiste em polímeros resinosos naturais, resina Vinsol, resina de quebracho, taninos e lignina; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácidos graxos saturados de C10-C24; ácidos graxos insaturados de C10-C24; ácidos graxos insaturados de C10-C24 modificados com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido acrílico, anidrido maléico, ácido fumárico, dienos e dienófilo também podem ser usados na presente invenção.

Como aqui utilizado, o termo tensoativos anfóteros inclui ten15 soativos monoanfóteros e polianfóteros. Os tensoativos anfóteros apropriados para uso na presente invenção podem ser produtos obtidos (i) modificando ácidos graxos de C12-C24 com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido acrílico, anidrido maléico, ácido fumárico, dienos e dienófilos; e depois (ii) reagindo os produtos modificados resultantes com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em polietileno-poliamina, metil-carboxilato-betaína de alquil(Ci2-C24)-amido-propilhalogenetos de lítio, metil-carboxilato-betaínas de alquil(Ci2-C₂4)-amidopropil-halogenetos de sódio, metil-carboxilato-betaínas de alquil(Ci₂-C₂4)10 amido-propil-halogenetos de potássio, fosfato-betaínas de alquil(Ci2-C₂4)amido-propil-halogenetos de lítio, fosfato-betaínas de alquil(Ci2-C₂4)-amidopropil-halogenetos de sódio, fosfato-betaínas de alquil(Ci2-C24)-amido-propilhalogenetos de potássio, sulfato-betaínas de alquil(Ci2-C₂4)-amÍdo-propi!halogenetos de lítio, sulfato-betaínas de alquil(Ci2-C₂4)-amido-propil15 halogenetos de sódio, e sulfato-betaínas de alquil(Ci2-C24)-amido-propilhalogenetos de potássio.

Os tensoativos catiônicos apropriados para uso na presente invenção podem incluir, porém sem limitações, os seguintes: imidoaminas graxas derivadas (i) modificando ácidos graxos de C12-C24 com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido acrílico, anidrido maléico, ácido fumárico, dieno e dienófilo; e depois (ii) reagindo os produtos modificados resultantes com poliaquileno-poliaminas; amidoaminas graxas derivadas (i) modificando ácidos graxos de C12-C24 com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido acrílico, anidrido ma25 léico, ácido fumárico, dieno e dienófilo; e depois (ii) reagindo os produtos modificados resultantes com poliaquileno-poliaminas, alquil(Ci2-C24)-monoaminas saturadas, alquil(Ci₂-C₂4)-monoaminas insaturadas, alquÍI(Ci₂-C₂4)polipropileno-poliaminas saturadas, alquil(Ci₂-C24)-polipropileno-poliaminas insaturadas; derivados de polioxietilenos fabricados modificando alquiI(Ci₂30 C₂4)-monoaminas saturadas com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em óxido de etileno e óxido de propileno; derivados de polioxietilenos fabricados modificando alquil(Ci2-C₂4)-monoaminas insatura16 das com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em óxido de etileno e óxido de propileno; derivados de polioxietilenos fabricados modificando aIquiI(Ci2-C₂4)-polipropileno-poliamtnas saturadas com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em óxido de etileno e óxido de propileno; derivados de polioxietilenos fabricados modificando alquil(Ci2-C24)-polipropileno-poliaminas insaturadas com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em óxido de etiieno e óxido de propileno; alquil(Ci₂-C₂4)-aril-monoaminas saturadas; alquil(Ci₂-C24)-arilmonoaminas insaturadas; alquil(Ci₂-C24)-aril-polipropileno-poliaminas satu10 radas; alquil(C₁₂-C24)-polipropÍleno-poliaminas insaturadas; aminas quaternárias de C12-C24 saturadas; aminas quaternárias de Ci₂-C₂₄ insaturadas; derivados amínicos de taninos; derivados amínicos de resinas fenólicas; derivados amínicos de ligninas; poliacrilatos modificados com aminas; e combinações dos mesmos.

Em uma modalidade da presente invenção, o emulsificante catiônico pode compreender um membro selecionado no grupo que consiste em aiquil(Ci2-C₂4)-monoaminas saturadas, alquil(Ci2-C24)-monoaminas insaturadas, alquil(Ci2-C24)-poiipropileno-poliaminas saturadas, alquil(Ci₂-C24)-poiipropileno-poliaminas insaturadas, e combinações dos mesmos.

Em uma modalidade da presente invenção, 0 emulsificante catiônico pode compreender uma mistura de pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em alquil(Ci2-C₂4)-monoaminas saturadas e insaturadas, e pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em alquil(Ci2-C24)-polipropileno-poIiaminas saturadas e insaturadas.

?25 Como aqui utilizado, o termo tensoativos catiônicos inclui os compostos assinalados acima e seus derivados.

Os tensoativos não-iônicos, que são apropriados para uso na presente invenção, incluem, porém sem limitações, os seguintes: alquilarilpolietileno óxido) e derivados de poli(óxido de etileno); derivados de po30 li(óxido de etileno) com alcanóis ramificados, lineares e cíclicos, ésteres de sorbitano, derivados de monossacarídeos e polissacarídeos; derivados de poli(óxido de propileno) com alcanóis ramificados, lineares e cíclicos, ésteres de sorbitano, derivados de monossacarídeos e polissacarídeos; estabilizadores protéicos, tais como caseína e albumina; derivados polioxiètilados dos tensoativos aniônicos, anfóteros e catiônicos mencionados acima; e estabilizadores mecânicos tais como o filossiiicato bentonita e as argilas montmorillonitas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode ser tensoativos não-iônicos, incluindo, porém sem limitações, alquil-polissacarídeos, alcoxilatos de alquil-fenóis, tais como etoxilatos de alquil-fenóis, propoxilatos de alquil-fenóis, etoxilatos de dialquil-fenóis, e propoxilatos de dialquil-fenóis; etoxilatos de álcoois graxos, tais como um etoxilato de ácido graxo saturado ou insaturado com estrutura linear, ramificada ou cíclica; propoxilato de ácido graxo saturado ou insaturado com estrutura linear, ramificada ou cíclica; etoxilatos de ácido escinoléico ou óleo de mamona; e propoxilatos de ácido escinoléico ou óleo de mamona.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender tensoativos não-iônicos que incluem, porém sem limitações, copolímeros em bloco de polietileno-polipropileno; copolímeros em bloco de hidróxi-poli(oxietileno)-poli(oxipropileno)-poli(oxietileno); 1,2-propilenogicol etoxilado e propoxiladõ; e copolímeros em bloco sintéticos de óxido de etileno e óxido de propileno com pesos moleculares maiores do que 300 g/mol.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode ser um tensoativo não baseado em sebo ou não baseado em óleo de tair, incluindo, porém sem limitações, etoxilatos do álcool decílico; etoxilato de óleo de mamona; etoxilato de álcool ceto-oleílico; alcanol-amida etoxilada; alcoxilatos de álcoois graxos; etoxilato de dinonil-fenol; etoxilato de nonilfenol; etoxilato de éster de sorbitano; alquil-éter-sulfato; sufossuccinamato de monoalquila; alquil-fenol-éter-sulfato; sulfato de álcool graxo; sulfossuccinato de dialquila; alquil-éter-fosfato; alquil-fenol-éter-fosfato; alquil-naftalenosulfonato; α-olefina-sulfonato; ácidos alquil-benzeno-sulfônicos; anfodiacetato de alquila; alquil-betaína; alquil-polissacarídeo; etoxilato de alquilamina; óxido de amina; e combinações dos mesmos.

Os oligômeros, co-oligômeros, terc-oligômeros, tetraoligômeros, polímeros, copolímeros, terpolímeros ou tetrapolímeros de ácido acrílico, ácido alquil-acrílico, ou ésteres alquílicos de ácido acrílico, ésteres alquílicos de ácido alquil-acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácidos alquil-acrílicos, acrilamida, alquil-acrilamida, Nalquil-acrilamida, Ν,Ν-dialquil-acrilamida, N-hidróxi-alquil-acrilamida, N,Ndiidróxi-alqui-acrilamida, estireno, alquil-estireno, eteno, propeno, alquenos de ordens superiores, dienos, álcool alílico, polialquenos poliidroxilados, etileno halogenado, propileno halogenado, e/ou alquilidenos halogenados, são apropriados para uso como tensoativos na presente invenção. Além disso, os sais de lítio, sódio, potássio, magnésio, cálcio, amônio, ou alquil-amônio dos polímeros supramencionados, podem ser usados como tensoativos na presente invenção. Os exemplos de dienos apropriados para uso na presente invenção incluem, porém sem limitações, butadieno, ciclopentanodieno, e isopreno.

Em uma modalidade da presente invenção pode compreender um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido õxálicõ, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em oligômeros, cooligômeros, terc-oligômeros, tetraoligômeros, polímeros, copolímeros, terpolímeros ou tetrapolímeros de ácido acrílico, ácido alquil-acrílico, ou ésteres alquílicos de ácido acrílico, ésteres alquílicos de ácido alquil-acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácidos alquilacrílicos, acrilamida, alquil-acrilamida, N-alquil-acrilamida, N,N-dialquil-acrilamida, N-hidróxi-alquil-acrilamida, Ν,Ν-diidróxi-alquil-acrilamida, estireno, alquil-estireno, eteno, propeno, alquenos de ordens superiores, dienos, propeno hidroxilado, polialquenos poliidroxilados, etileno halogenado, propileno halogenado, e/ou alquilidenos halogenados. Os exemplos de dienos apropriados para uso na presente invenção incluem, porém sem limitações, butadieno, ciclopentanodieno, e isopreno.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um membro selecionado no grupo que consiste em etilenoaminas oligoméricas, polipropileno-aminas oligoméricas, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietilenopoliaminas, polipropileno-poliaminas, polietileno/polipropileno-poliaminas, e polialquileno-poliaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode ser um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tai como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em etilenoaminas oligoméricas, polipropileno-aminas oligoméricas, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietilenopoliaminas, polipropileno-poliaminas, polietileno/polipropileno-poliaminas, e polialquileno-poliaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender condensados monoetoxilados, polietoxilados, monopropilados ou polipropilados de etilenoaminas oligoméricas, polipropileno-aminas oligoméricas, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietileno-poliaminas, polipropileno-poliaminas, polietiieno/polipropileno-poliaminas, e polialquileno-poliaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que con20 siste em policondensados monoetoxilados, polietoxilados, monopropilados de etilenoaminas oligoméricas, polipropileno-aminas oligoméricas, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, polietileno-poliaminas, polipropilenopoliaminas, e/ou polialquileno-poliaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender hidróxi-alquilamina, tal como hidróxi-etil-amina, hidróxi-etilpoliamina, hidróxi-propil-polietileno-amina, hidróxi-propil-amina, hidróxi-propil-polipropileno-amina, e combinações delas.

Em uma modalidade da invenção, o tensoativo pode compreender um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico;

e (ii) hidróxi-alquilamina, tal como hidróxi-etil-amina, hidróxi-etil-poliamina, hidróxi-propil-polietileno-amina, hidróxi-propil-amina, hidróxi-propil-polipropileno-amina, e combinações delas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender ácidos graxos diméricos de C36 ou ácidos graxos triméricos de

C54. Em uma modalidade da presente invenção, 0 tensoativo pode compreender produtos poliméricos de condensação, formados pela reação de ácidos graxos diméricos de C36 com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em etilenoaminas oligoméricas, polietileno-poliaminas, propil-aminas oligoméricas, polipropileno-poliaminas, e polialquileno-po?25 liaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como áci30 do clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que con21 siste em produtos poliméricos de condensação, formados pela reação de ácidos graxos diméricos de C₃e com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em etilenoaminas oligoméricas, polietileno-poliaminas, propil-aminas oligoméricas, polipropileno-poliaminas, e polialquileno-poliaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender produtos poliméricos de condensação, formados pela reação de ácidos graxos triméricos de C54 com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em etilenoaminas oligoméricas, polietilenopoliaminas, propil-aminas oligoméricas, polipropileno-poliaminas, e polialquileno-poliaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (iij um produto polimérico de condensação, formado pela reação de ácidos graxos triméricos de C54 com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em etilenoaminas oligoméricas, polietilenopoliaminas, propil-aminas oligoméricas, polipropileno-poliaminas, e polialquileno-poliaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um membro selecionado no grupo que consiste em ácido hidróxi-esteárico, oligômero de ácido hidróxi-esteárico, ê ácido hidróxi-esteárico polimérico.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender produtos poliméricos de condensação, formados pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em etilenoaminas propileno aminas, etileno/propileno aminas, etilenoaminas oligo22 méricas, polietileno-poliaminas, propileno-aminas oligoméricas e polialquileno-poliaminas de ordem superior, tais como os resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliaminas; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido hidróxi-esteárico, oligômero de áci5 do hidróxi-esteárico, e ácido hidróxi-esteárico polimérico.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender produtos poliméricos de condensação, formados pela reação de uma base de ácido de Lewis, tal como hidróxido de lítio, hidróxido de sódio, e hidróxido de potássio; e pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido hidróxi-esteárico, oligômero de ácido hidróxi-esteárico, e ácido hidróxi-esteárico polimérico.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender derivados de etoxitrimetilenoamina de aminas graxas de C12C24 da estrutura (I), como ilustrado na figura 1, onde R é uma porção alifática de C12-C24; a soma de x e y é maior ou igual a dois; e a e b“ são maiores ou iguais a zero. As porções alifáticas de C12-C24 podem ser saturadas ou insaturadas, com estrutura linear, ramificada ou cíclica.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um membro selecionado no grupo que consiste em um sal ob20 tido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em derivados de etoxitrimetilenoamina de aminas graxas de C12-C24 da estrutura (I).

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender derivados de propoxi-trimetilenoamina de aminas graxas de C₁₂-C₂4 da estrutura (II), como ilustrado na figura 2, onde R é uma porção alifática de C12-C24; a soma de x e y é maior ou igual a dois; e a e b¹¹ são maiores ou iguais a zero. As porções alifáticas de C12-C24 podem ser saturadas ou insaturadas, com estrutura linear, ramificada ou cíclica.

Em uma modalidade da presente invenção, 0 tensoativo pode

compreender um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em derivados de propoxi-trimetiienoamina de aminas graxas de C12-C24 da estrutura (II).

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um membro selecionado no grupo que consiste em dialquilaminas alifáticas saturadas de C12-C24, tendo estrutura linear, ramificada ou cíclica; e dialquilaminas alifáticas insaturadas de C12-C24, tendo estrutura linear, ramificada ou cíclica, da estrutura (III), como ilustrado na figura 3, onde R¹ e R² podem ser iguais ou diferentes, e cada um pode ser uma porção alifática saturada ou insaturada de C12-C24, tendo estrutura linear, ramificada ou cíclica.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em dialquilaminas alifáticas saturadas e insaturadas de Ci₂-C24, da estrutura (III).

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um derivado de amina quaternária entre pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em alquilaminas alifáticas lineares, ramificadas ou cíclicas saturadas de C12-C24; θ alquilaminas alifáticas lineares, ramificadas ou cíclicas saturadas de C12-C24, da estrutura (IV), como ilustrado na figura 4, onde R¹ e R² podem ser porções alifáticas lineares, ramificadas e cíclicas, saturados e insaturados, iguais ou diferentes, de C12C₂4, e R³ e R⁴ podem ser porções metila ou outros homólogos de ordem superior de porções alifáticas lineares, ramificadas e cíclicas, saturadas ou in24 saturadas.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em haiogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em um derivado de amina quaternária entre alquilaminas alifáticas saturadas ou insaturadas de Ci₂“C24, da estrutura (IV).

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um derivado de amina quaternária entre pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em alquilaminas alifáticas lineares, ramificadas ou cíclicas saturadas de C12-C24; e alquilaminas alifáticas lineares, ramificadas ou cíclicas saturadas de Ci₂-C₂₄, da estrutura (V), como ilustrado na figura 5, onde R¹ e R² podem ser porções alifáticas lineares, ramificadas e cíclicas, saturadas ou insaturadas, iguais ou diferentes, de C12-C24, e R³ e R⁴ são porções etóxi ou propóxi, e combinações dos mesmos.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreende r um sal obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em haiogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácidofosfórico; e (ii) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em um derivado de amina quaternária entre alquilaminas alifáticas saturadas ou insaturadas de C12-C24, da estrutura (V).

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender uma bis-amida formada pela reação de polialquileno-poliaminas e um aduto obtido modificando pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácidos graxos alifáticos, lineares, ramificados ou cíclicos, saturados, de Ci₂-C₂₄; θ ácidos graxos alifáticos, lineares, ramificados ou cíclicos, insaturados, de Ci2-C₂₄₎ com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido acrílico, anidrido maléico, ácido fu25 márico, dieno e dienófilo.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um sa! obtido pela reação de (i) pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos, tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico; e (ii) bis-amida formada pela reação de polialquilenopoliaminas e um aduto obtido modificando pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácidos graxos alifáticos, lineares, ramificados ou cíclicos, saturados, de C12-C24; e ácidos graxos alifáticos, lineares, ramificados ou cíclicos, saturados, de Ci2-C₂₄, com pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em ácido acrílico, anidrido maléico, ácido fumárico, dieno e dienófilo.

Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender uma diaquil-aril-amina. Em uma modalidade da presente invenção, o tensoativo pode compreender um sal obtido pela reação de uma dialquil-aril-amina e pelo menos um membro selecionado no grupo que consiste em halogenetos de hidrogênio, tal como ácido clorídrico; ácidos carboxílicos tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido oxálico, ácido maléico, ácido fumárico e ácido cítrico; e ácido fosfórico.

Os tensoativos apropriados para uso na presente invenção têm estabilidade ao cisalhamento em altas temperaturas para misturar e subseqüentemente compactar as composições betuminosas, pois a tensão interfacial entre a película de betume e o agregado é tal que uma forte união aderente é mantida e o dano ao pavimento pela água é impedido.

As formulações dos tensoativos são escolhidas para controlar as propriedades de dispersão, tal como a viscosidade interfacial, o efeito Marangoni, e a solubilidade interfacial do betume na temperatura elevada da presente invenção (isto é, cerca de 50 °C a cerca de 120 °C), e concomitantemente, em baixas dosagens do tensoativo. As dosagens do tensoativo, similarmente, são escolhidas para conferir as propriedades interfaciais almejadas na emulsão acabada. Altas dosagens de tensoativo são evitadas por26 que elas são onerosas. Além disso, as altas dosagens de tensoativo contribuem para baixas velocidades do desenvolvimento de resistência à compressão, e aumentam a sensibilidade à umidade no pavimento acabado.

Em uma modalidade, o tensoativo usado na dispersão de água em óleo tem uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 40 dyn/cm a 26°C e em uma concentração aquosa menor do que 0,1% em peso.

Em uma modalidade, o tensoativo tem uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 30 dyn/cm a 26 °C e em uma con10 centração aquosa menor do que 0,1 % em peso.

Em uma modalidade, o tensoativo tem uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 20 dyn/cm a 26 °C e em uma concentração aquosa menor do que 0,1% em peso.

Em uma modalidade, o tensoativo tem uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 10 dyn/cm a 26 °C e em uma concentração aquosa menor do que 0,1% em peso.

Em uma modalidade, o tensoativo tem uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 5 dyn/cm a 26 °C e em uma concentração aquosa menor do que 0,1% em peso.

A dispersão água em óleo de betume da presente invenção pode ser isenta de solvente. As preocupações ambientais nortearam a redução, até a eliminação, de solventes orgânicos de emulsões de betume para pavimentação. Entretanto, por razões tecnológicas, a eliminação total não tem estado disponível em todas aplicações em pavimentação antes da dis.25 ponibilidade da presente invenção. Em certas regiões, o termo isento de solvente é definido para incluir uma quantidade mínima de solventes orgânicos. Por exemplo, o termo isento de solvente em uma época foi definido no estado da Pensilvânia para incluir até 4% de solventes orgânicos. Para os propósitos desta invenção, portanto, quando desejado, a dispersão de água em betume pode conter pelo menos um solvente (tal como nafta, querosene, diesel, óleo fundente, e similares), em um nível menor do que o necessário, para facilitar: (1) a misturação da composição betuminosa à temperatura ambiente, para produzir agregado completamente revestido, o (2) a compactação da composição betuminosa à temperatura ambiente. Em uma modalidade, o nível de solvente na dispersão água em óleo de betume da invenção é menor do que cerca de 1% em peso, baseado no peso total da dispersão. Como aqui utilizado, o termo temperatura ambiente significa uma temperatura ambiental menor do que cerca de 40°C.

Agregado

O agregado usado em materiais para pavimentação e construção de rodovias, recuperação de rodovias, conserto de rodovias e manutenção de rodovias são derivados de fontes naturais e sintéticas. Deve-se entender que o termo agregado na presente invenção inclui também pavimento asfáltico recuperado (RAP). Como em qualquer processo de construção, os agregados são selecionados para aplicações em pavimentação asfáltica levando em conta inúmeros critérios, incluindo as propriedades físicas, compatibilidade com o betume a ser usado no processo de construção, disponibilidade e capacidade para produzir um pavimento acabado que atende às especificações de desempenho da camada de pavimento para o volume de tráfego projetado durante a vida útil nominal do projeto. Dentre as propriedades do agregado, que são importantes para a construção exitosa da rodovia, está a graduação, que se refere à porcentagem de partículas do agregado de um dado tamanho. No caso da maioria dos pavimentos asfálticos três graduações são comuns: grau denso, grau separado e grau aberto. O agregado com grau denso apresenta a maior área superficial de mineral por unidade de agregado. O agregado com grau aberto consiste amplamente em uma única pedra com um tamanho grande (por exemplo, cerca de 0,952 cm a cerca de 2,54 cm (cerca de 0,375 in a cerca de 1,0 in)) com níveis muito baixos (tipicamente menos do que cerca de 2% do agregado total) de finos (material menor do que 0,635 cm (0,25 in)) ou carga (material mineral menor do que 0,075 mm). O agregado com grau separado fica entre as classes de grau denso e o grau aberto. O material de pavimento asfáltico recuperado (RAP) reflete geralmente a graduação do pavimento a partir do qual o material recuperado é obtido. Caso o pavimento original seja uma

mistura de grau denso, o pavimento asfáltico recuperado será também de grau denso, embora a fração de carga do pavimento asfáltico recuperado observada como sendo mais baixa do que os limites de projeto das especificações do agregado original.

Qualquer agregado empregado tradicionalmente na produção de composições betuminosas para pavimentação é apropriado para uso na presente invenção. Eles incluem, porém sem limitações, agregado de grau denso, agregado de grau separado, agregado de grau aberto, asfalto com matriz de pedra, pavimento asfáltico recuperado, telhas recuperadas de telhados e misturas deles. O agregado que não está completamente secado também pode ser empregado na presente invenção.

Composição Betuminosa para Pavimentação

A dispersão água em óleo de betume da invenção pode ser produzida nas mesmas instalações que são usadas para a composição betumi15 nosa para pavimentação. A dispersão da invenção pode ser produzida usando várias técnicas de misturação. Elas incluem, porém sem limitação, misturar o betume e água usando os seguintes tipos de dispositivos de misturação: moinhos de colóides com alto cisalhamento, misturadores estáticos em linha, misturadores de alto cisalhamento, e dispositivos com bicos de alto cisalhamento. Além disso, a dispersão pode ser produzida injetando água diretamente dentro de uma corrente de betume do processo, de tal modo que o cisalhamento gerado pela injeção de água disperse e misture suficientemente as gotículas de água dentro da corrente de betume e proporcione a dispersão do betume. A injeção da água dentro de uma corrente de betume ?25 do processo pode ser realizada através de um processo de inversão de fases, tal como catastrófico ou de forma diferente. A dispersão água em óleo de betume pode ser produzida em uma faixa de temperaturas de cerca de 80°C a cerca de 95°C, usando esse processo de misturação, e depois da produção, ela pode ser injetada dentro da câmara de misturação, onde ela é misturada com o agregado que tem uma temperatura na faixa entre cerca de 60°C e cerca de 140°C, para produzir a composição betuminosa para pavimentação que tem uma temperatura na faixa entre cerca de 60°C e cerca de

140°C.

Em uma modalidade da presente invenção, a composição betuminosa de pavimentação é produzida em uma faixa de temperaturas e cerca de 50 °C a cerca de 120 °C por um processo que compreende a etapa de misturar:

(i) a dispersão água em óleo de betume com uma temperatura entre cerca de 75°C e cerca de 95°C, em uma quantidade entre cerca de 2% e cerca de 10% em peso, baseado no peso total da composição betuminosa; e (ii) agregado e/ou pavimento asfáltico recuperado com uma temperatura entre cerca de 60°C e cerca de 140°C, em uma quantidade entre cerca de 90% e cerca de 98% em peso, baseado no peso total da composição betuminosa.

Em outra modalidade, as composições betuminosas são produzidas pelo processo supramencionado em uma temperatura na faixa entre cerca de 55°C e cerca de 120°C.

Em ainda outra modalidade, as composições betuminosas são produzidas pelo processo supramencionado em uma temperatura na faixa entre cerca de 60°C e cerca de 95°C.

Em uma modalidade, as composições betuminosas são produzidas pelo processo supramencionado, usando a dispersão água em óleo de betume do item (i) que tem uma temperatura na faixa entre cerca de 85 °C e cerca de 95°C.

Em uma modalidade, as composições betuminosas são produzidas pelo processo supramencionado, usando o agregado e/ou o pavimento asfáltico recuperado do item (ii) que tem uma temperatura na faixa entre cerca de 60°C e cerca de 120°C.

A composição betuminosa da invenção pode incluir aditivos introduzidos com a alimentação de agregado. Os exemplos de tais aditivos incluem, porém sem limitações, aditivos minerais, tais como cal e cimento; e materiais fibrosos, tais como celulose, vidro e fibras poliméricas. Adicionalmente, um material de pavimento asfáltico recuperado pode ser usado como aditivo.

Em uma modalidade, a composição betuminosa da invenção é aplicada à superfície a ser pavimentada ém uma faixa de temperaturas entre cerca de 0°C e cerca de 120°C. Em outra modalidade, a composição betuminosa da invenção é aplicada à superfície a ser pavimentada em uma faixa de temperaturas entre cerca de 85°C e cerca de 100°C. Em ainda outra modalidade, a composição betuminosa da invenção é aplicada à superfície a ser pavimentada em uma faixa de temperaturas entre cerca de 85°C e cerca de 95°C.

Depois de aplicadas à superfície a ser pavimentada, as composições betuminosas da invenção podem ser compactadas, conforme desejado, usando qualquer um dos métodos de compactação conhecidos em aplicações de pavimentação.

Em uma modalidade, a composição betuminosa aplicada é compactada até um teor de vazios de ar comparável àquele de composições em mistura quente fabricadas em temperaturas acima de 140°C e tendo graduação de agregado e teor de betume substancialmente equivalentes.

Em uma modalidade, a composição betuminosa aplicada é compactada para desenvolver resistência de suporte de carga em uma velocidade comparável àquela de composições em mistura quente fabricadas em temperaturas acima de 140°C e tendo graduação de agregado e teor de betume substancialmente equivalentes.

O método da presente invenção é apropriado para uso em aplicações de pavimentação em sobreposição de recapeamento fino. As sobreposições de recapeamento é uma técnica de manutenção de pavimentações, que envolve tradicionalmente a colocação de recapeamento fino de uma composição betuminosa produzida de acordo com procedimentos padronizados em mistura quente em temperaturas normalmente acima de 165°C, e aplicada em temperaturas correspondentes no campo sobre superfícies existentes danificadas. A atual tecnologia de recapeamento fino, usando composições betuminosas em mistura quente, padece comumente de duas deficiências principais. Em primeiro lugar, a composição betuminosa quente tende a resfriar rapidamente, ficando difícil estender (isto é, espalhar) à temperatura ambiente sobre a superfície do pavimento existente que necessita de reparo. Este resfriamento rápido do recapeamento fino feito de material betuminoso pode resultar também em uma compactação relativamente deficiente. Os problemas que advêm na construção (por exemplo, extensão, espalhamento e compactação) devido ao resfriamento rápido podem ser agravados quando são usados betumes modificados com polímeros. Os betumes modificados com polímeros têm viscosidades mais altas do que os betumes não-modificados em uma dada temperatura. Assim sendo, as composições betuminosas em mistura quente (misturas com agregado) produzidas com betumes modificados com polímeros são mais viscosas do que as composições betuminosas equivalentes fabricadas com betume nãomodificado em uma dada temperatura de construção. Como resultado da maior viscosidade e resistência à fluidez, uma composição betuminosa de recapeamento fino, fabricada com betume modificado com polímero, apresenta problemas ainda maiores de manuseio e construção.

Quando desejado, os métodos e as composições betuminosas da presente invenção podem ser empregados na produção de blocos betuminosos para pavimentação. Nesta tecnologia, a dispersão água em óleo de betume e agregado são misturados para formar uma composição betuminosa que é vazada em moldes, compactada e deixada curar. Os blocos (ou tijolos) curados são usados para construir pavimentos. Em uma modalidade, a composição betuminosa da invenção é vazada no molde e compactada em uma faixa de temperatura entre cerca de 50°C e cerca de 120°C. Em outra modalidade, a composição betuminosa da invenção é vazada no molde e compactada em uma faixa de temperatura entre cerca de 80°C e cerca de 100°C.

Em virtude da maior compactação (levando a uma densidade mais alta e maior resistência) e das velocidades de cura aceleradas (levando a maiores velocidades de produção e melhor economia de fabricação) apresentadas pelas composições betuminosas da presente invenção, os métodos e composições betuminosas da presente invenção proporcionam aper32 feiçoamentos sobre a construção desses blocos usando composições tradicionais em mistura fria para pavimentação.

Quando desejado, os métodos e dispersões de betume da presente invenção podem ser usados para produção de composições betumi5 nosas in situ. Estas operações in situ incluem operações de reciclagem no local, tal como reciclagem no local a quente, onde um pavimento desgastado envelhecido pode ser aquecido com uma série de unidades aquecedoras portáteis, escarificado, e recombinado com material betuminoso para criar uma composição de pavimentação renovada. A composição de pavimenta10 ção renovada é estendida sobre a largura da pista de tráfego e compactada para criar uma superfície de rodagem de pavimento renovado.

Em uma modalidade, a composição betuminosa da invenção pode ser mantida em uma faixa de temperatura entre cerca de 50°C e 120°C durante o período de tempo entre a produção das composições betuminosas e seu uso em aplicações de pavimentação. Em outra modalidade, a composição betuminosa da invenção pode ser mantida em uma faixa de temperatura entre cerca de 80°C e 100°C. A composição betuminosa da invenção pode ser mantida nestas temperaturas em sistemas fechados (tais como reservas de estoque, silos da armazenamento, veículos de transporte cobertos, relativamente grandes, e similares) para impedir a evaporação da umidade.

Os métodos e equipamentos conhecidos para misturar uma dispersão de betume e agregado, que são estacionários ou móveis, podem ser usados na produção das composições betuminosas para pavimentação da invenção, tais como moinhos de argamassas da variedade em batelada, ?25 tambor ou contínua. O termo móvel inclui, porém sem limitações, equipamentos usados em operações in situ e no local. Os moinhos de argamassa conferem alto cisalhamento à dispersão à medida que ela é moída com agregado grosso e/ou pavimento asfáltico recuperado (que é aquecido no tambor ou misturador em batelada até temperaturas especificadas do pro30 cesso) bascula o tambor inclinado enquanto a dispersão é aspergida sobre o agregado e/ou pavimento asfáltico recuperado quente, dando agregado e/ou pavimento asfáltico recuperado tratado com dispersão, que bascula para baixo através do misturador de tambor. A parede interna da maioria dos misturadores de tambor é revestida com pás que agarram repetidamente a mistura, elevam-na à medida que o tambor gira, e depositam-na de volta para o fundo do tambor. As usinas em tambor e batelada são capazes de produzir volumes de muitas centenas de toneladas de material para pavimentação por hora.

Tipicamente, a emulsão betuminosa com um pacote tradicional de emulsificantes/tensoativos é engrossada sob tensão mecânica conferida pela misturação da emulsão com o agregado em temperaturas elevadas. Portanto, sua eficiência em revestir o agregado é reduzida e a viscosidade da composição betuminosa durante sua fabricação aumenta. À medida que a viscosidade da composição betuminosa aumenta, a densifiçação da composição betuminosa durante a compactação deteriora, resultando em inúmeros problemas de desgaste do pavimento, tais como sulcagem, formação de furos, e desfiadura. Embora o uso de altas dosagens de tensoativo possa mitigar esse engrossamento, tais dosagens podem também retardar o desenvolvimento de resistência à compressão e produzir um resultado indesejável.

Os pacotes de tensoativos usados na presente invenção conferem propriedades reológicas em altas temperaturas à dispersão de água em betume e estabilizam a dispersão contra o engrossamento. A reologia interfacial das gotículas de água na fase dispersa nas dispersões de betume da presente invenção é controlada pela estrutura e química do pacote de tensoativos. A estrutura e a química dos tensoativos afetam a energia necessária para dispersar o tensoativo na interface. A estrutura e a química dos tensoativos determinam a estabilidade no cisalhamento da dispersão água em óleo de betume contra ruptura sob condições de cisalhamento em altas temperaturas, tais como aquelas apresentadas durante a misturação de dispersões e agregado nas temperaturas ambientais acima. A estrutura e a compactação do tensoativo afetam a fluidez ou viscosidade interfacial. Além disso, a escolha apropriada da estrutura do tensoativo afeta a magnitude do efeito sobre a viscosidade interfacial.

Os exemplos que se seguem são fornecidos para ilustrar ainda mais a presente invenção, e não devem ser interpretados de forma alguma como limitativos da invenção.

Nos exemplos que se seguem, as composições betuminosas de 5 dispersões de betume e agregado foram misturadas com um misturador de caçamba automático ou manualmente. As misturas de dispersão de betume e agregado foram compactadas depois da preparação enquanto as misturas estavam em temperaturas de produção. Um compactador giratório do Strategic Highway Research Program'¹ (disponível comercialmente na Pine Ins10 truments) foi usado para compactar as composições betuminosas em pílulas em um ângulo giratório de 1,25° e uma pressão do êmbolo de 600 kPa, usando 30 girações. Imediatamente depois da compactação, as pílulas da composição betuminosa foram curadas a 25 °C em uma estufa. Depois da cura, as pílulas foram avaliadas quanto à resistência à compressão (isto é, estabili15 dade Marshall). Um medidor de estabilidade disponível comercialmente na Pine Instruments foi usado para medir a resistência à compressão dos espécimes compactados.

O agregado usado nos Exemplos 1-3 foi granito esmagado até as especificações de propriedades e graduação para uma mistura de pavi20 mentação grau denso, de tamanho nominal de 1,27 cm (0,5 in), usada para cursos de desgaste de pavimentos. Todas amostras de agregado foram secadas em forno a 110 °C antes do uso, para remover a umidade.

EXEMPLO 1

O asfalto usado foi um asfalto com grau de desempenho, PG67^v*25 22. Entretanto, outros asfaltos com grau de viscosidade, grau de penetração e grau de desempenho também eram apropriados para uso na produção da dispersão de água em óleo da invenção. O agregado usado foi agregado com grau denso, atendendo às especificações de qualidade e desempenho “Superpave.

As composições betuminosas foram preparadas pelo seguinte procedimento:

adicionou-se 85 partes de betume PG 64-22 preaquecido até

135°C a 15 partes de água, contendo tensoativo de alquil-poliamina em pH 2,5 e uma temperatura de 85°C. O betume foi adicionado lentamente de tal modo que a temperatura da dispersão de água em betume resultante fosse mantida abaixo de 100°C. Aproximadamente 70 partes da dispersão de água em betume foram adicionadas a aproximadamente 1.000 partes de agregado da granito grau denso que atendia às especificações de graduação e propriedades, para um agregado de pavimentação com curso de desgaste nominal de 0,27 cm (0,5 in), e a mistura foi aquecida até 120°C. A composição foi misturada por 60 segundos, para produzir composições betuminosas que contêm 5,6% em peso de betume, baseado no peso total do agregado graduado.

As composições betuminosas resultantes em uma faixa de temperatura de cerca de 80°C a cerca de 95°C foram adicionadas a um molde de compactação giratório com 100 mm de diâmetro, que tinha sido preaquecido até 80°C a 95°C. As composições betuminosas foram então compactadas usando 30 girações de um compactador giratório SHRP Pine em uma pressão de 600 kPa e uma ângulo de giração de 1,25°.

As composições betuminosas compactadas foram então colocadas em uma estufa a 25°C e deixadas curar por 24 horas. Depois da cura, as propriedades físicas e de desempenho das composições betuminosas compactadas e curadas foram medidas. As propriedades de resistência foram aquelas esperadas para uma composição asfáltica de pavimentação em mistura quente formulada de forma idêntica.

EXEMPLOS 2-4

O asfalto usado nos Exemplos 2 a 4 foi o asfalto com grau de desempenho, PG 67-22. Entretanto, outros asfaltos com grau de viscosidade, grau de penetração e grau de desempenho também eram apropriados para uso na produção da dispersão de água em óleo da invenção. O agregado usado nos Exemplos 2 a 4 foi agregado com grau denso, atendendo às especificações de qualidade e desempenho de agregados Superpave.

Os Exemplos 2 e 3 usaram homogeneizadores de alto cisalhamento. Os homogeneizadores de alto desempenho podem ser equipados com um cabeçote de cisalhamento para a produção de dispersões água em óleo de betume em pressões atmosféricas e temperaturas abaixo de 100 °C. Um velocidade de 16.000 rpm foi empregada com o cabeçote de cisalhamento serrilhado usado nestes experimentos. Como estes experimentos fo5 ram conduzidos à pressão atmosférica, as temperaturas de dispersão foram mantidas em níveis que impediriam a vaporização da água da dispersão. Tipicamente, estas temperaturas foram de cerca de 94°C a acerca de 100°C. O uso de um sistema fechado com pressão nominal para misturar permitiría o uso de temperaturas mais altas de dispersão sob pressão, sem qualquer perda de vapor de água. O teor almejado de betume da dispersão de água em óleo de betume, produzido nos Exemplos 2 e 3 foi de 80-90% em peso da dispersão água em óleo de betume acabada.

As soluções de tensoativos foram preparadas dissolvendo o pacote apropriado de emulsificantes em água e ajustando até vários níveis de pH. As dosagens dos emulsificantes nas soluções de tensoativos foram ajustadas de tai modo que o teor na dispersão acabada fosse de cerca de 0,ΙΟ,5%. Outras dosagens são apropriadas como o são outros pacotes de emulsificantes. O pH da solução foi ajustado pela adição de ácido clorídrico concentrado. As soluções de tensoativos foram aquecidas até aproximada20 mente 85 °C antes do seu uso para a produção de dispersões água em óleo de betume.

O procedimento nos Exemplos 2 e 3 envolveu as seguintes etapas: o betume foi adicionado a um vaso de metal afixado a um suporte anelar e aquecida sobre uma placa de aquecimento até a temperatura visada de “'25 cerca de 94 °C a cerca de 100 °C. O betume aquecido foi agitado em um misturador de alto cisalhamento com cabeçote de cisalhamento serrilhado a 16.000 rpm, e a solução tensoativo foi adicionada. A dispersão água em óleo resultante foi amostrada quanto ao teor de betume, e depois adicionada ao agregado com grau denso de pavimentação com uma temperatura de cerca de 60°C a cerca de 120 °C.

EXEMPLO 2

O pacote de emulsificantes foi uma mistura de um ou mais con37 densados de polietileno-poliamina e amido-amina de ácido graxo modificado, e um ou mais membros de polipropileno-poliaminas graxas de cadeia longa. Os membros desta classe foram discutidos no pedido de patente PCT n² de série PCT/US2005/002916.

Para tornar a dosagem total de emulsificante final aproximadamente 0,3% em peso da dispersão água em óleo acabada, a concentração de emulsificante na solução tensoativo foi de aproximadamente 1,5%. Por exemplo, 20 gramas de solução tensoativo aquecida conteriam cerca de 0,3 g do pacote de emulsificantes. Assim sendo, 100 g da dispersão água em óleo compreendiam aproximadamente 19,7 g de água, 80 g de betume, e 0,3 g do pacote de emulsificante/tensoativo.

A solução de tensoativo teve seu pH ajustado para cerca de 2,0 pela adição de ácido clorídrico concentrado, e aquecida até 185 °C antes da adição ao betume sob cisalhamento. Depois que a quantidade necessária de solução tensoativo foi adicionada ao betume cisalhado, o misturador de alto cisalhamento foi desligado.

A composição betuminosa em mistura morna para pavimentação foi produzida, como na produção de asfalto convencional em mistura quente de laboratório, adicionando a dispersão água em óleo de betume ao agregado preaquecido em um misturador de caçamba. Por exemplo, 60 g de dispersão água em óleo foram adicionados a 1.000 g de agregado preaquecido. A ativação do misturador de caçamba permitiu revestir o agregado com a dispersão água em óleo de betume. A mistura resultante tinha uma temperatura de aproximadamente 60 °C a cerca de 82 °C.

A mistura resultante era apropriada para produzir espécimes em mistura morna compactados.

EXEMPLO 3

Um pacote químico de emulsificantes, contendo unicamente condensado de polietileno-poliamina e amido-amina de ácido graxo, foi usado para preparar uma solução de tensoativo, como no Exemplo 1. A solução de tensoativo resultante deste pacote emulsificante teve também seu pH ajustado até pH 2 com ácido clorídrico. A produção da dispersão água em óleo foi realizada como no Exemplo 2, adicionando a solução tensoativo com uma temperatura de cerca de 85 °C ao betume PG67-22 com uma temperatura de cerca de 94 °C, sob misturação no misturador de alto cisalhamento. Para produzir a composição de asfalto morna para pavimentação, 60 g da dispersão água em óleo de betume resultante foi adicionada ao agregado preaquecido misturando em um misturador de caçamba convencional de 3,785 L (1 gal).

A mistura resultante não era apropriada para produzir espécimes em mistura quente compactados, pois o revestimento do agregado estava incompleto. As composições para pavimentação com grau denso devem apresentar revestimento completo do agregado.

EXEMPLO 4

Um misturador tubular estático em linha 316-SS foi afixado por intermédio de uma conexão em T aos lados de saída das bombas de ten15 soativo e betume separadas. A soluções de tensoativo foram tratadas com aquelas descritas acima nos Exemplos 2 e 3, e foram alimentadas simultaneamente com o asfalto quente para o misturador em linha. As linhas de alimentação de tensoativo e betume, bem como o misturador em linha foram monitoradas quanto ao aquecimento para manter temperaturas elevadas.

Uma dispersão água em óleo metaestável foi descarregada pelo lado de saída do misturador em linha. A dispersão água em óleo metaestável resultante foi alimentada diretamente para um misturador de caçamba contendo agregado preaquecido, para produzir uma composição de asfalto morna para pavimentação.

EXEMPLOS 5-7

O agregado usado nos Exemplos 5 a 7 foi calcário esmagado com uma graduação indicada na Tabela I.

TABELA I

Graduação do Calcário Esmagado

Tamanho da Peneira	Porcentagem que Passa
22,225 mm (7/8 in)	100
15,875 mm (5/8 in)	99,9
9,525 mm (3/8 in)	77,8
N®4	55,5
ΙΨΗΟ	33,8
NMO	19,1
r^eo	9,3
ΙΨ>200	4,5

Os materiais usados nestes exemplos incluíram um betume venezuelano com graduação Superpave de PG64-22 e um agregado de calcá5 rio esmagado com um Tamanho de Agregado Nominal Máximo (NMAS) de 9,525 mm (3/8 in), seguindo a graduação fornecida na Tabela I e o gráfico da curva de potência 0,45 ilustrado na figura 6.

As dispersões água em óleo de betume nestes experimentos foram criadas usando uma unidade de misturação estática em linha, ilustra10 da no desenho esquemático da figura 7. As soluções de tensoativos, consistindo em um pacote de tensoativos dissolvido em água, foram preparadas e seu pH foi ajustado até cerca de 2-3. O pacote de tensoativos na solução tensoativo era uma mistura de aproximadamente 1:1:2 partes, respectivamente, de alquil-monoamina, alquil-propileno-poliamina e um condensado de polietileno-poliamina de ácido graxo de óleo de tall fortificado através da reação de condensação de Diels-Alder. O pacote de tensoativos compreendia cerca de 3-10% da solução tensoativo.

¢0 σ

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Ε σ

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ο

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ο ο

ο '0 a

ω φ

S φ

0_

Nos Exemplos 5 a 7, a solução tensoativo e o betume foram alimentados usando sistemas de bombeamento e distribuição separados para o misturador estático em linha em uma vazão de 15:85, 10:90 e 5:95, respectivamente. Assim sendo, a dispersão áua em óleo de betume resultante compreendia cerca de 85-95% de betume e cerca de 5-15% de água, junto com o pacote de tensoativos e ácido mineral para ajuste do pH. O pacote de tensoativos em todos três experimentos foi de 0,5% em peso da dispersão água em óleo de betume acabada. Nestes exemplos, a dispersão água em óleo de betume foi descarregada diretamente para uma unidade de mistura10 ção mecânica com caçamba (bem-conhecida na indústria dè mistura de asfalto) que continha agregado preaquecido até a temperatura indicada na Tabela II.

As misturas preparadas na unidade de misturação foram transferidas para moldes de compactação e compactadas usando o compactador giratório SHRP Pine, com N-inicial, N-nominal e N-max igual a 8, 100 e 160 girações, respectivamente. Os pesos específicos das misturas compactadas foram medidos como o foram as resistências em N-max. Os Exemplos 5 e 6 diferiram na temperatura inicial do agregado e nas temperaturas das mistu“rãs resultantes. No Exemplo 5, a temperatura do agregado era de 80°C com uma temperatura da mistura resultante de 85°C. No Exemplo 6, a temperatura do agregado era de 120°C, com uma temperatura da mistura resultante de 107°C. As propriedades volumétricãs (pesos específicos) e valores de TSR das composições de pavimentação fabricadas com as dispersões óleo em água de betume foram comparáveis às propriedades de composições de pavimentação do Controle de Asfalto em Mistura Quente (HMA), que foi fabricado por intermédio de procedimentos convencionais.

EXEMPLO 7

O Exemplo 7 utilizou a mesma formulação e as mesmas condições de processo que no Exemplo 4. Entretanto, no Exemplo, 7, o látex de estireno-butadieno usado comumente na indústria de pavimentação betuminosa foi adicionado à solução tensoativo na quantidade indicada na Tabela II, dando a dispersão água em óleo de betume contendo betume modificado com polímero. As propriedades volumétricas foram novamente comparáveis ao Controle de Asfalto em Mistura Quente (HMA).

Deve-se entender que as descrição precedente refere-se a modalidades que são meramente exemplificativas e explanatórias e não são 5 restritivas da invenção. Quaisquer mudanças e modificações podem ser feitas na invenção, como deve ser evidente para os versados nessas técnicas. Essas variações devem ser interpretadas como estando dentro do âmbito da invenção conforme definida nas reivindicações que se seguem.

Claims (19)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Composição betuminosa, caracterizada pelo fato de que compreende:

   (a) dispersão água em óleo de betume isenta de solvente em uma quantidade de 2% a 10% do peso total da composição betuminosa, em que a dispersão de água em óleo compreende:

   (i) betume em uma quantidade de 75% a 95% do peso total da dispersão de betume, em que o betume compreende um membro selecionado do grupo que consiste em betume de ocorrência natural, betume derivado de óleo bruto, piche obtido a partir de um processo de craqueamento, alcatrão de hulha, betume modificado com polímero, betume emborrachado, contendo material de pneus reciclados, betume modificado com ácido, betume modificado com cera, e combinações dos mesmos, (ii) pacote de tensoativos com uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 0,04 N m (40 dyn/cm) a uma temperatura de 26^oC, e em uma concentração aquosa menor do que 0,1% em peso, em uma quantidade de 0,05% a 2% do peso total da dispersão betume, (iii) água em uma quantidade para completar a dispersão; e (b) agregado em uma quantidade de 90% a 98% do peso total da composição betuminosa.
2. 2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o betume de ocorrência natural compreende um membro selecionado do grupo que consiste em asfalto do lago, derivados do asfalto do lago, gilsonita, derivados de gilsonita, e combinações dos mesmos.
3. 3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o betume compreende um betume modificado com pelo menos um aditivo selecionado do grupo que consiste em borracha natural, borracha sintética, plastômero, resina termoplástica, resina termorrígida, elastômero, estireno-butadieno-estireno, borracha de estireno-butadieno, poliisopreno, polibutileno, borracha de butadieno-estireno, polímeros viníliws/DOCS/GCE P148331/RELATORIO/6495917v1

   Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 12/27 cos, copolímero de etileno e acetato de vinila, derivados de copolímero de etileno e acetato de vinila, reticulante que contém enxofre, sal, modificador ácido, modificador cera, e combinações dos mesmos.
4. 4. Composição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada 5 pelo fato de que o modificador ácido compreende um membro selecionado do grupo que consiste em ácido de óleo de tall, óleo de tall destilado, óleo de tall bruto, piche de óleo de tall, derivado de ácido fosfórico de ácidos de óleo de tall, derivado de ácido fosfórico de piche de óleo de tall, poli(ácido fosfórico), e combinações dos mesmos.

   10 5. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende um membro selecionado do grupo que consiste em tensoativo aniônico, tensoativo catiônico, tensoativo anfótero, tensoativo não-iônico, e combinações dos mesmos.

   6. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada

   15 pelo fato de que o tensoativo aniônico compreende um membro selecionado do grupo que consiste em ácidos graxos de C12-C24; adutos de Diels-Alder de ácidos graxos de C12-C24; adutos de Diels-Alder de ácidos de resina; polímeros resinosos naturais; resinas de quebracho; taninos; polímeros lenhosos; poli(ácido acrílico); derivados de poliacrilato; alquil-sulfonatos; alquil20 benzil-sulfonatos; sulfatos de alquilas; fosfonatos de alquilas; fosfatos de alquilas; resinas fenólicas; produto formado por uma reação de (i) pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em polímeros resinosos naturais, resina de quebracho, taninos e lignina; e (ii) pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em ácidos graxos de C₁₀-C₂₄ e adutos

   25 de Diels-Alder de ácidos graxos de C10-C24; derivados sulfatos de lignina, polímeros resinosos naturais, ou resinas de quebracho; derivados sulfonatos de lignina, polímeros resinosos naturais, ou resinas de quebracho; derivados fosfatos de lignina, polímeros resinosos naturais, ou resinas de quebracho; derivados fosfonatos de lignina, polímeros resinosos naturais, ou resinas de

   30 quebracho; derivados sulfatos de produto formado por uma reação de (i) pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em polímeros resinosos naturais, resina de quebracho, taninos e lignina, e (ii) pelo menos um

   Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 13/27 membro selecionado do grupo que consiste em ácidos graxos de C10-C24 e adutos de Diels-Alder de ácidos graxos de C₁₀-C₂₄; derivados sulfonatos de produto formado por uma reação de (i) pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em polímeros resinosos naturais, resina de quebra5 cho, taninos e lignina, e (ii) pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em ácidos graxos de C₁₀-C₂₄ e adutos de Diels-Alder de ácidos graxos de C₁₀-C₂₄; derivados fosfatos de produto formado por uma reação de (i) pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em polímeros resinosos naturais, resina de quebracho, taninos e lignina, e (ii) pelo

   10 menos um membro selecionado do grupo que consiste em ácidos graxos de C₁₀-C₂₄ e adutos de Diels-Alder de ácidos graxos de C₁₀-C₂₄; derivados fosfonatos de produto formado por uma reação de (i) pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em polímeros resinosos naturais, resina de quebracho, taninos e lignina, e (ii) pelo menos um membro selecionado

   15 do grupo que consiste em ácidos graxos de C₁₀-C₂₄ e adutos de Diels-Alder de ácidos graxos de C10-C24; e combinações dos mesmos.

   7. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o tensoativo anfótero compreende um produto formado pela reação de adutos de Diels-Alder de ácidos graxos de C₁₀-C₂₄ e um membro

   20 selecionado do grupo que consiste em polietileno-poliaminas, metil-carboxilato-betaína de alquilC₁₂-C₂₄-amido-propil-halogenetos de lítio, metil-carboxilato-betaínas de alquilC₁₂-C₂₄-amido-propil-halogenetos de sódio, metil-carboxilato-betaínas de alquilC₁₂-C₂₄-amido-propil-halogenetos de potássio, fosfato-betaínas de alquilC₁₂-C₂₄-amido-propil-halogenetos de lítio, fosfato-be25 taínas de alquilC₁₂-C₂₄-amido-propil-halogenetos de sódio, fosfato-betaínas de alquilC₁₂-C₂₄-amido-propil-halogenetos de potássio, sulfato-betaínas de alquilC₁₂-C₂₄-amido-propil-halogenetos de lítio, sulfato-betaínas de alquilC₁₂C₂₄-amido-propil-halogenetos de sódio, sulfato-betaínas de alquilC₁₂-C₂₄amido-propil-halogenetos de potássio, e combinações dos mesmos.

   30 8. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o tensoativo catiônico compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em imidoaminas graxas; amidoaminas

   Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 14/27 graxas, alquilCi2-C24-monoaminas, alquilCi2-C24-polipropileno-poliaminas; polioxietileno alquilC₁₂-C₂₄-monoaminas; polioxipropileno alquilC₁₂-C₂₄-monoaminas; polioxietileno alquilC₁₂-C₂₄-polipropileno-poliaminas; polioxipropileno alquilC12-C24-polipropileno-poliaminas; alquilC12-C24-aril-monoaminas;
5. 5 alquilC₁₂-C₂₄-aril-polipropileno-poliaminas; aminas quaternárias de C₁₂-C₂₄;

   derivados amínicos de taninos; derivados amínicos de resinas fenólicas; derivados amínicos de ligninas; poliacrilatos modificados com aminas; uma mistura de alquilC12-C24-monoaminas e alquilC12-C24-polipropileno-poliaminas; e combinações dos mesmos.
6. 10 9. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o tensoativo não-iônico compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em derivados de polióxido de alquilaril-etileno de alcanóis; derivados de polióxido de propileno de alcanóis; derivados de polióxido de etileno de alcanóis; tensoativo polietoxilado; tensoa15 tivo polipropoxilado; ésteres de sorbitano, derivados de monossacarídeos; derivados de polissacarídeos; estabilizadores protéicos; estabilizadores mecânicos; alquil-polissacarídeos; alcoxilatos de alquil-fenóis; etoxilatos de álcoois graxos; propoxilato de ácido graxo; etoxilatos de ácido escinoléico; etoxilato de óleo de mamona; propoxilato de ácido escinoléico; propoxilato

   20 de óleo de mamona; e combinações dos mesmos.

   10. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em copolímeros em bloco de polietileno-polipropileno; copolímeros em bloco de hidróxi-poli(oxietileno)-poli (oxi25 propileno)-poli(oxietileno); 1,2-propilenoglicol etoxilado; 1,2-propilenoglicol propoxilado; copolímeros em bloco sintéticos de óxido de etileno e óxido de propileno com pesos moleculares maiores do que 300 g/mol; etoxilatos de álcool decílico; etoxilato de óleo de mamona; etoxilato de álcool ceto-oleílico; alcanol-amida etoxilada; alcoxilatos de álcoois graxos; etoxilato de dinonil30 fenol; etoxilato de nonil-fenol; etoxilato de éster de sorbitano; alquil-étersulfato; sulfossuccinamato de monoalquila; alquil-fenol-éter-sulfato; sulfato de álcool graxo; sulfossuccinato de dialquila; alquil-éter-fosfato; alquil-fenolPetição 870170089111, de 17/
7. 11/2017, pág. 15/27 éter-fosfato; alquil-naftaleno-sulfonato; a-olefina-sulfonato; ácidos alquilbenzeno-sulfônicos e sais; anfodiacetato de alquila; alquil-betaína; alquilpolissacarídeo; etoxilato de alquilamina; óxido de amina; e combinações dos mesmos.

   5 11. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em oligômeros de pelo menos um monômero selecionado do grupo que consiste em ácido acrílico, ácido alquilacrílico, ésteres alquílicos de ácido acrílico, ésteres alquílicos de ácido alquil10 acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido alquil-acrílico, acrilamida, alquil-acrilamida, N-alquil-acrilamida, N,Ndialquil-acrilamida, N-hidróxi-alquil-acrilamida, N,N-diidróxi-alquil-acrilamida, estireno, alquil-estireno, eteno, propeno, alquenos de ordens superiores, dienos, propeno hidroxilado, polialquenos poliidroxilados, etileno halogenado,

   15 propileno halogenado, e alquilidenos halogenados; homopolímeros de pelo menos um monômero selecionado do grupo que consiste em ácido acrílico, ácido alquil-acrílico, ou ésteres alquílicos de ácido acrílico, ésteres alquílicos de ácido alquil-acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido alquil-acrílico, acrilamida, alquil-acrilamida, N20 alquil-acrilamida, N,N-dialquil-acrilamida, N-hidróxi-alquil-acrilamida, N,Ndiidróxi-alquil-acrilamida, estireno, alquil-estireno, eteno, propeno, alquenos de ordens superiores, dienos, propeno hidroxilado, polialquenos poliidroxilados, etileno halogenado, propileno halogenado, e alquilidenos halogenados; copolímeros de pelo menos um monômero selecionado do grupo que consis25 te em ácido acrílico, ácido alquil-acrílico, ou ésteres alquílicos de ácido acrílico, ésteres alquílicos de ácido alquil-acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido alquil-acrílico, acrilamida, alquil-acrilamida, N-alquil-acrilamida, N,N-dialquil-acrilamida, N-hidróxi-alquilacrilamida, N,N-diidróxi-alquil-acrilamida, estireno, alquil-estireno, eteno,

   30 propeno, alquenos de ordens superiores, dienos, propeno hidroxilado, polialquenos poliidroxilados, etileno halogenado, propileno halogenado, e alquilidenos halogenados; e combinações dos mesmos.

   Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 16/27
8. 12. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende um sal de pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em oligômeros, cooligômeros, terc-oligômeros, tetraoligômeros, homopolímeros, copolímeros,

   5 terpolímeros ou tetrapolímeros de pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em de ácido acrílico, ácido alquil-acrílico, ésteres alquílicos de ácido acrílico, ésteres alquílicos de ácido alquil-acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácido acrílico, ésteres hidróxi-alquílicos de ácidos alquilacrílicos, acrilamida, alquil-acrilamida, N-alquil-acrilamida, N,N-dialquil-acril10 amida, N-hidróxi-alquil-acrilamida, N,N-diidróxi-alquil-acrilamida, estireno, alquil-estireno, eteno, propeno, alquenos de ordens superiores, dienos, propeno hidroxilado, polialquenos poliidroxilados, etileno halogenado, propileno halogenado, alquilidenos halogenados, e combinações dos mesmos.
9. 13. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada

   15 pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etileno-amina oligomérica, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/polipropilenopoliamina, resíduo da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e

   20 polialquileno-poliamina de ordem superior; sal de amido de pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etileno-amina oligomérica, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/ polipropileno-poliamina, resíduo da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina,

   25 e polialquileno-poliamina de ordem superior; e combinações dos mesmos.
10. 14. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em monoetoxilados de pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligoméri30 ca, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/polipropileno-poliamina, resíduos da destilação da

    Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 17/27 fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; polietoxilados de pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligomérica, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, polia5 ziridina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/ polipropileno-poliamina, resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; monopropilados de pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligomérica, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexa10 metilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/polipropileno-poliamina, resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; polipropilados de pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligomérica, polipropileno-amina oligo15 mérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/polipropileno-poliamina, resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; sal de amido monoetoxilado de pelo menos um membro selecionado do grupo que consis20 te em etilenoamina oligomérica, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/polipropileno-poliamina, resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; sal de amido polietoxilado de pelo

    25 menos um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligomérica, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/polipropileno-poliamina, resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de

    30 ordem superior; sal de amido monopropilado de pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligomérica, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziriPetição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 18/27 dina oligomérica, poliaziridina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/polipropileno-poliamina, resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; sal de amido polipropilado de pelo menos um membro selecionado do grupo que

    5 consiste em etilenoamina oligomérica, polipropileno-amina oligomérica, hexametilenodiamina, bis-hexametilenodiamina, aziridina oligomérica, poliaziridina, polietileno-poliamina, polipropileno-poliamina, polietileno/polipropilenopoliamina, resíduos da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; e combinações dos mesmos.

    10 15. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em um homólogo de hidróxi-alquilamina; sal de amido de um homólogo de hidróxi-alquilamina; ácidos graxos diméricos de C₃₆; ácidos graxos triméricos de C₅₄; amidos graxos diméricos
11. 15 de C₃₆ poliméricos com pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligomérica, polietileno-poliamina, propil-amina oligomérica, polipropileno-poliamina, o resíduo da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; sal de amido de amidos graxos diméricos de C36 poliméricos com pelo menos

    20 um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligomérica, polietileno-poliamina, propil-amina oligomérica, polipropileno-poliamina, o resíduo da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; amidos graxos triméricos de C54 poliméricos com pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em eti25 lenoamina oligomérica, polietileno-poliamina, propil-amina oligomérica, polipropileno-poliamina, o resíduo da destilação da fabricação de polialquilenopoliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; sal de amido de amidos graxos triméricos de C54 poliméricos com pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em etilenoamina oligomérica, polietileno30 poliamina, propil-amina oligomérica, polipropileno-poliamina, o resíduo da destilação da fabricação de polialquileno-poliamina, e polialquileno-poliamina de ordem superior; ácido hidróxi-esteárico, oligômero de ácido hidróxi-esteáPetição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 19/27 rico; ácido hidróxi-esteárico polimérico; amido hidróxi-esteárico; amido hidróxi-esteárico oligomérico; amido hidróxi-esteárico polimérico; sal de amido hidróxi-esteárico; sal de amido hidróxi-esteárico oligomérico; sal de amido hidróxi-esteárico polimérico; e combinações dos mesmos.

    5
12. 16. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em:

    derivados de etoxitrimetilenoamina de aminas graxas de C₁₂ a C₂₄ da estrutura (I); derivados de etoxitrimetilenoamida hidróxi-esteárica de

    10 aminas graxas de C₁₂ a C₂₄ da estrutura (I); derivados de etoxitrimetilenoamida hidróxi-esteárica oligomérica de aminas graxas de C12 a C24 da estrutura (I); derivados de etoxitrimetilenoamida hidróxi-esteárica polimérica de aminas graxas de C12 a C24 da estrutura (I);

    Estrutura (I):

    (CH₂CH₂-O)_X~—(CH₂-CH₂-CH₂-NH)_a-CH₂-CH₂-CH₂-NH₂ /

    R-N \

    (CH₂CH₂-O)_y - (CH₂-CH₂-CH₂-NH)b-CH₂-CH₂-CH₂-NH₂

    15 na qual

    R = radical alifático saturado ou insaturado de C₁₂-C₂₄ com estrutura linear, ramificada ou cíclica;

    x + y > 2; e a, b > 0;

    20 derivados de propoxi-trimetilenoamina de aminas graxas de C12 a C24 da estrutura (II); derivados de propoxi-trimetilenoamida hidróxi-esteárica de aminas graxas de C12 a C24 da estrutura (II); derivados de propoxi-trimetilenoamida hidróxi-esteárica oligomérica de aminas graxas de C12 a C24 da estrutura (II); derivados de propoxi-trimetilenoamida hidróxi-esteárica polimérica

    25 de aminas graxas de C12 a C24 da estrutura (II);

    Estrutura (II):

    Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 20/27 ch₃

    I (CH₂CH₂-O)_S —(CH₂-CH₂-CH₂-NH)_a-CH₂-CH₂-CH2-NH₂ /

    R-N \

    (CH₂CH₂-O)_y — (CH₂-CH2-CH,-NH)_b-CH₂-CH2-CH₂-NH2 1

    CÍR na qual

    R = radical alifático saturado ou insaturado de Ci₂-C₂₄ com estrutura linear, ramificada ou cíclica;

    x + y > 2; e a, b > 0;

    dialquilamina alifática da estrutura (III); sal de amido de dialquilamina alifática da estrutura (III);

    Estrutura (III):

    R¹ \

    N-H /

    R² na qual

    R¹, R² = porções saturados ou insaturados de C₁₂-C₂₄, tendo estrutura linear, ramificada ou cíclica;

    amina quaternária da estrutura (IV); sal de amido da amina quaternária da estrutura (IV);

    Estrutura (IV):

    R¹ R² >φ

    R³ R⁴ na qual

    R¹, R² = porções alifáticas saturados ou insaturados de C₁₂-C₂₄, tendo estrutura linear, ramificada ou cíclica; e

    Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 21/27

    R³, R⁴ = porções metila ou homólogos de ordem superior de porções alifáticas saturados ou insaturados de C₁₂-C₂₄, tendo estrutura linear, ramificada ou cíclica.

    amina quaternária da estrutura (V); sal de amido de amina quaternária da estrutura (V); e combinações dos mesmos.

    Estrutura (V):

    na qual

    R¹, R² = porções alifáticas saturados ou insaturados de C₁₂-C₂₄, tendo estrutura linear, ramificada ou cíclica; e

    R³, R⁴ = porções etóxi, porções propóxi, ou combinações dos mesmos.
13. 17. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende uma bis-amida polialquileno-poliamina com pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em ácidos graxos de Ci₂-C₂₄ e dutos de Diels-Alder de ácidos graxos de C₁₂-C₂₄; sal de amido de bis-amida polialquileno-poliamina com pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em ácidos graxos de C₁₂-C₂₄ e dutos de Diels-Alder de ácidos graxos de C₁₂-C₂₄; dialquil-arilamina; sal de amido de dialquil-aril-amina; e combinações dos mesmos.
14. 18. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dispersão água em óleo de betume compreende um solvente orgânico em uma quantidade menor ou igual a 4% em peso, baseado no peso total da dispersão.
15. 19. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o agregado compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em agregado de grau denso, agregado de grau separado, agregado de grau aberto, agregado com matriz de pedra, material de pavimento asfáltico recuperado, telhas recuperadas de telhados e combiPetição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 22/27 nações dos mesmos.
16. 20. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um aditivo para intensificar a processabilidade ou melhorar o desempenho.
17. 21. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é para aplicação sobre uma superfície que está sendo pavimentada a uma temperatura na faixa de 0 ^oC a 120 ^oC.
18. 22. Método para produzir uma composição betuminosa, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

    (A) preparo de uma dispersão betuminosa de água em óleo isenta de solvente, que compreende:

    (i) betume, em uma quantidade de 75% a 95% do peso total da dispersão de betume, em que o betume compreende um membro selecionado do grupo que consiste em betume de ocorrência natural, betume derivado de óleo bruto, piche obtido a partir de um processo de craqueamento, alcatrão de hulha, betume modificado com polímero, betume emborrachado, contendo material de pneus reciclados, betume modificado com ácido, betume modificado com cera, e combinações dos mesmos, (ii) pacote de tensoativos com uma tensão interfacial entre o betume e a água menor do que 0,04 N m (40 dyn/cm) a uma temperatura de 26^oC, e em uma concentração aquosa menor do que 0,1% em peso, em uma quantidade de 0,05% a 2% do peso total da dispersão de betume, (iii) água em uma quantidade para completar a dispersão; e (B) produção da composição betuminosa a uma temperatura de 50^oC a

    120^oC, misturando:

    (i) a dispersão água em óleo de betume da etapa (A) a uma temperatura de 75^oC a 95^oC, em uma quantidade de 2% a 10% do peso total da composição betuminosa, e (ii) agregado e/ou pavimento asfáltico recuperado a uma temperatura de 60^oC a 140^oC, em uma quantidade de 90% a 98% do peso

    Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 23/27 total da composição betuminosa.
19. 23. Rodovia pavimentada, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos uma camada de uma composição betuminosa como definida na reivindicação 1.

    5 24. Rodovia pavimentada de acordo com a reivindicação 23, caracterizada pelo fato de que o pacote de tensoativos compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em tensoativo aniônico, tensoativo catiônico, tensoativo anfótero, tensoativo não-iônico, e combinações dos mesmos.

    Petição 870170089111, de 17/11/2017, pág. 24/27 qz

    1/7