ES2610954T3 - Método para producir aglomerados que tienen caucho y cera, aglomerados producidos de acuerdo con dicho método, y uso de dichos aglomerados en asfaltos o compuestos bituminosos - Google Patents

Abstract

Un proceso para preparar material a granel de aglomerados que contiene partículas de caucho y ceras seleccionadas que tienen un punto de solidificación por encima de 50 ºC del grupo de parafinas de petróleo, parafinas Fischer-Tropsch, ceras de amida, ceras de montana, ceras poliméricas, y ésteres de 5 glicerol por prereacción de hinchamiento de las partículas de caucho y una adición de cera, comprendiendo el proceso las etapas de a) activación del caucho por hinchamiento a un mínimo de 83 ºC hasta un máximo de 120 ºC y el uso de un agente de hinchamiento de aceites minerales nafténicos o parafínicos, aceites lubricantes reciclados, aceites naturales o parafinas que se funden a 20-40 ºC de la síntesis de Fischer-Tropsch, excluyendo aceites ricos en aromáticos, b) adición de un material fundido de cera que se funde por encima de 50 ºC que tiene un efecto reductor de la viscosidad sobre el betún, en el que, por el aumento del consumo de corriente (medición de gradiente) de la mezcladora a aprox. 85 ºC, se detecta la fusión de la cera y el proceso de mezcla se detiene, y del polioctenámero opcional a las partículas de caucho activadas por hinchamiento, c) aglomeración de las partículas de caucho activadas por hinchamiento con la cera reductora de la viscosidad y materiales potenciadores de la adhesión opcionales como resinas o poliisobutenos mezclando la amalgama o por la acción de una presión de tal manera que el agente de hinchamiento penetre en los espacios entre las moléculas de caucho y separe las moléculas y las fuerzas físicas de atracción se reduzcan o se interrumpan, en el que d) por el mayor volumen que conduce a una reducción de la viscosidad y el ablandamiento, tiene lugar en el aglomerado una humectación más íntima y homogénea con la cera, así como una mayor estabilidad de la reticulación de las moléculas de caucho entre sí.

Description

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DESCRIPCION

Metodo para producir aglomerados que tienen caucho y cera, aglomerados producidos de acuerdo con dicho metodo, y uso de dichos aglomerados en asfaltos o compuestos bituminosos.

Campo tecnico

[0001] La invencion se refiere a un metodo para producir un material a granel de aglomerados que tienen particulas de caucho y cera, especialmente en forma de granulos. Ademas, la invencion se refiere a la composicion de aglomerado producida con este proceso, particularmente en forma de un granulo, y el uso de este material a granel para la produccion de asfalto o de un material mixto con un material bituminoso o de un material bituminoso que tiene propiedades mejoradas.

Estado de la tecnica

[0002] Es bien sabido que estos asfaltos pueden ser modificados con diversos aditivos para mejorar el rendimiento y la durabilidad en la construccion de carreteras, por ejemplo, para evitar deformaciones tales como surcos y para evitar simultaneamente el agrietamiento de la exposicion al frio o fatiga mecanica. Por ejemplo, se usan como aditivos elastomeros (por ejemplo, SBS y SBR), plastomeros (por ejemplo, EVA y PE) o particulas de caucho procedentes del reciclado de neumaticos. Ademas, se usa un segundo grupo de aditivos, que se clasifican como ceras, por ejemplo, parafinas Fischer-Tropsch, ceras de turba y ceras de amida. Estos aditivos tambien mejoran la resistencia contra la deformacion, pero muestran poca o ninguna mejora en las propiedades de la fatiga y de baja temperatura del asfalto debido a la falta de un componente elastico. Un efecto importante de los aditivos de cera es la reduccion de la viscosidad del betun y de la mezcla de asfalto a las temperaturas de produccion y procesamiento. Esto permite una simplificacion de la produccion de la mezcla de asfalto y las capas de asfalto y una reduccion de la temperatura de produccion y procesamiento. Esto da como resultado un ahorro de energia y un menor impacto ambiental.

[0003] Basicamente, los aditivos se mezclan homogeneamente en el betun aglutinante antes de que el asfalto se produzca o se anada directamente durante la produccion de los asfaltos.

[0004] La modificacion con caucho se produce en un proceso humedo o en un proceso seco. En un proceso humedo, aproximadamente el 5-20 % de las particulas de caucho se introducen en betun caliente (160-200 °C) y se agitan durante 1-4 horas. Solo una pequena parte del caucho va a la solucion, mientras que el resto se hincha absorbiendo los componentes oleosos del betun. La mezcla resultante permanece homogenea y requiere una agitacion continua hasta que se produce el asfalto para evitar que las particulas de caucho se asienten. La viscosidad del betun se aumenta en gran medida por el caucho y cambia con el tiempo de almacenamiento debido a procesos de hinchamiento y despolimerizacion, como describe Diedrich en su articulo "Der Einsatz von modifiziertem Altgummimehl in nordamerikanischen StraGenbelagen", Asphalt 5/2000, 6-10.

[0005] En el proceso seco, las particulas de caucho se anaden directamente a la mezcladora de asfalto y se mezclan con betun y minerales. De manera desventajosa, el tiempo de mezclado debe aumentarse para conseguir una distribucion homogenea. Incluso cuando se aumenta el tiempo de mezclado, el tiempo de interaccion con el betun es demasiado corto para conseguir un hinchamiento y disolucion comparables con el proceso humedo. Existe el riesgo de que no se puedan conseguir las peliculas de aglutinante gruesas deseadas ni una alta resistencia de union del aglutinante. Por lo tanto, la calidad del asfalto modificado con caucho producido con el proceso seco es generalmente menor.

[0006] Para evitar las desventajas del proceso en seco, tambien se puede producir un lote maestro a partir de particulas de caucho y betun, que se produce en forma granular, como se realiza, por ejemplo, en el denominado producto Tecroad.

[0007] Especificamente, los expertos han intentado reiteradamente sugerir mejoras en el uso del caucho para asfaltos.

[0008] Se conoce a partir del documento EP 1 873 212 B1 modificar el polvo de caucho mediante hinchamiento con aceites aromaticos al 2-40 % y posteriormente modificar el betun en un proceso humedo, en el que el pre- hinchamiento reduce la temperatura y el tiempo de mezclado en la modificacion del betun. Desventajosamente, sin embargo,

- los polvos de caucho hinchados no son necesariamente reductores de la viscosidad,

- la resistencia a la deformacion se reduce a temperaturas ambiente,

- no hay compatibilidad del caucho y el betun,

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- se utilizan aceites aromaticos nocivos para la salud y el medio ambiente,

- el producto se encuentra en una forma que no puede almacenarse, transportarse y dispensarse con facilidad y seguridad con los sistemas que tipicamente existen en las plantas mezcladoras de asfalto (transporte neumatico, transporte de tornillo),

- el producto no es adecuado para la adicion directa en la mezcladora asfalto, lo que aumenta la complejidad (tiempo, energia, inversion para una planta de modificacion) para la modificacion del betun convencional, y

- debido al riesgo de explosiones de polvo, tales aditivos solo pueden suministrarse de esta manera como un polvo fino cumpliendo con requisitos costosos.

[0009] Ademas, se conocen a partir del documento WO/1997/026299 y el documento DE 196 01 285 A1, un granulado que incluye caucho, un proceso para su produccion, y un proceso para producir una mezcla de asfalto usando el granulado.

[0010] Por consiguiente, se describe un granulado de flujo libre del 50-95 % de caucho y betun o plastico polimerico (elastomeros o plastomeros termoplasticos), cuyos constituyentes estan uniformemente distribuidos a temperaturas >130 °C bajo exposicion a las fuerzas de cizalladura. Pueden estar presentes hasta el 25 % de aditivos (azufre, aceleradores de la vulcanizacion, aceite pesado, acidos grasos, fibras de celulosa). El granulado se puede preparar a partir de una masa que se homogeneiza o se combina quimicamente a alta temperatura en una amasadora o prensando los componentes individuales a baja temperatura (molino de muelas, disco perforado). Esto permite la fabricacion de mezcla de asfalto de caucho para superficies de carreteras mediante la adicion del granulado en el proceso de mezcla de asfalto a los minerales o al betun.

[0011] Las desventajas que actuan contra una reduccion de la viscosidad y permiten emisiones y deformaciones son tambien abrumadoras. Ademas, los constituyentes aceitosos pueden ser eliminados del betun, lo que puede provocar el endurecimiento del betun.

[0012] Cuando el experto en la tecnica procede de acuerdo con el metodo para la produccion de granulos de cal hidratada para su uso en la produccion de asfalto y/o acondicionamiento del suelo granulando la cal hidratada y un aglutinante (del 0,5 al 69 %) segun el documento U.S. 2008/0216712 A1, se apreciara que la cal hidratada mejora la resistencia al agua del asfalto y la adhesion del aglutinante a los minerales y que el caucho y la cera en esta publicacion actuan como un aglutinante.

[0013] Aqui, el aglutinante puede estar aqui basado en agua o ser hidrofobo y puede incluir al menos uno de los siguientes componentes: betun, plastomeros, elastomeros, caucho, caucho de neumaticos triturado, caucho de neumatico triturado pre-reaccionado. El granulo puede contener hasta el 30 % de un aditivo (destilado de aceite mineral alifatico, plastomeros, elastomeros, caucho, neumaticos de caucho pre-reaccionados). Tambien puede contener como componente adicional: modificadores de la reologia, aditivos estructurales, disolventes, tintes.

[0014] Los aceites y ceras se mencionan como aglutinantes organicos adecuados para el granulo, y el granulo puede estar hecho en una realizacion de un nucleo de cal hidratada y una envoltura compuesta por el aglutinante, pudiendo la envoltura, a su vez, consistir en betun y ceras de alta temperatura.

[0015] El experto no encuentra evidencia en este analisis que conduzca a una viscosidad reducida y una resistencia mejorada contra la deformacion. En su lugar, debe concluir que los constituyentes aceitosos aqui pueden tambien eliminarse desventajosamente del betun.

[0016] Ademas, los documentos WO 94/14896 y CA 2.152.774 desvelan un metodo para preparar una composicion bituminosa. Las particulas de caucho de neumaticos usados se hinchan aqui por calentamiento y cizalladura en un aceite de hidrocarburo altamente aromatico y al menos parcialmente despolimerizado. Este material se dispersa en betun y un compatibilizador (caucho liquido) y, si es necesario, se puede anadir un agente de reticulacion para obtener un aglutinante estable al almacenamiento. Se producen los llamados lotes madre con el 25-80 % de caucho estabilizado dispersado en betun, que se forma en un granulo con cargas y polimeros.

[0017] No se encuentran beneficios para una compactacion fiable, ahorro de energia, reduccion de emisiones y resistencia a la deformacion. Desventajosamente, se utilizan incluso aceites aromaticos que son nocivos para la salud/medio ambiente.

[0018] La patente DE 601 21 318 T2 se refiere a un metodo para producir un material de caucho granular y su uso en betun, y desvela la produccion de granulos de caucho, por ejemplo, a partir de neumaticos usados, y un adhesivo termico (poliolefinas, PE, PP, EVA) con adicion opcional de fibras en un proceso de extrusion. El calor generado por friccion de 80-300 °C tiene el objeto de fundir el adhesivo de fusion en caliente. Las poliolefinas producen un aumento de la viscosidad del asfalto. Todavia existe el riesgo de que los componentes aceitosos se eliminen del

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betun, lo que provoca el endurecimiento del betun.

[0019] En un procedimiento para la preparacion de la mezcla bituminosa desvelada en la patente DE 44 30 819 C1, en particular asfalto de carretera, con la adicion de caucho y carbon activo, el carbon activado reduce las emisiones de vapor/gases en la produccion de asfalto caliente y elucion de sustancias nocivas debido al agua en asfalto frio producido con asfalto reciclado que contiene alquitran. El caucho se anade aqui al mineral caliente antes del betun junto con o por separado del carbon activo o mezclado previamente con el betun. Sin embargo, no se indican los efectos reductores de la viscosidad y una mayor resistencia a la deformacion.

[0020] En un asfalto colado segun CH 694 430 A5, a traves de la adicion de un granulado de caucho, preferiblemente de neumaticos usados, se asume que la menor densidad del granulado de caucho en comparacion con el asfalto colado provoca una acumulacion en la superficie de la capa de asfalto para producir una superficie mas elastica, reduccion del ruido, propiedades antideslizantes mejoradas. El experto no es capaz repetidamente de reducir la viscosidad, aumentar la resistencia contra la deformacion, simplificar el almacenamiento y el transporte, mejorar la dispensacion y evitar el endurecimiento del betun.

[0021] Tambien se desvelan las siguientes publicaciones

- El documento JP 2004060390 A desvela un con una resina epoxi de 2 componentes, en la que el componente principal de la resina epoxi se anade a la mezcla del asfalto mixture y el endurecedor se incorpora en forma de un agente de hinchamiento absorbido en las particulas de caucho,

- el documento JP 2008050841 A, en el que una placa inferior de rejilla protege la "superficie pavimentada" y reduce el ruido y mejora el agarre, y en el que la placa se produce a partir de neumaticos de residuos de caucho y polietileno,

- el documento JP 10338812 A, con una composicion hinchable en agua y un "material de proteccion contra el agua" que consiste en arcilla hinchable en agua, betun, potenciadores sensibles a la temperatura, incluyendo caucho y cargas de refuerzo,

- el documento DE 42 32 907 A1 desvela productos hinchables en agua que, sin embargo, son resistentes al agua y muchos productos quimicos para la fabricacion de sellos con estructura solida o celular, en los que tambien se usa una emulsion de betun como un reactivo en lugar de agua para modificar las propiedades del producto y en el que, por ejemplo, puede anadirse polvo de caucho como un relleno economico; sin embargo, no hay ninguna referencia al asfalto, y

- el documento DE 24 08 690 C2 desvela materiales termoplasticos producidos mezclando piezas de material de caucho, por ejemplo a partir de neumaticos usados, y aglutinantes termoplasticos, tales como PE, EVA, SBS.

[0022] Por ultimo, el documento U.S. 2010/0056669 A1 desvela la produccion de un granulo estable al almacenamiento para la produccion de asfalto, que consiste en

- un nucleo compuesto por el 15-30 % de caucho de neumaticos triturado y el 70-85 % de betun para la construccion de carreteras, y

- una envoltura que recubre el nucleo, de manera que el granulo tenga un tamano maximo de 1/16 a 2 pulgadas, compuesto por un polimero o cera resistente al agua, o particulas finas.

[0023] El nucleo que se ha mencionado anteriormente contiene menos del 10 % en peso de azufre; las particulas finas son cal hidratada (o asfalto triturado [reivindicacion 4]) que constituyen menos del 40 % en peso de todo el granulo.

[0024] El granulo tambien puede contener harina de roca, aglutinantes bituminosos adicionales, aglutinantes no bituminosos, aditivos estructurales, colorantes, sales, modificadores de la viscosidad.

[0025] Se mencionan materiales con comportamiento no newtoniano, por ejemplo, polisacaridos. Por lo tanto, se puede concluir que esto no incluye reductores de viscosidad.

[0026] El proceso para preparar estos granulos incluye la adquisicion de caucho de neumatico triturado y betun de construccion de carreteras, hacer reaccionar el caucho y el betun durante al menos 45 minutos, combinar la mezcla de reaccion con particulas finas para formar el nucleo, y revestir el nucleo con una envoltura para formar el granulo. El metodo para producir asfalto incluye la licuefaccion de los granulos por calentamiento y la combinacion con minerales, y opcionalmente la adicion de betun adicional.

[0027] Se supone que el material de la llamada envoltura incluye, entre otros, cera de petroleo en bruto, Sasol Wax y Sasobit, y tambien Sasol Wax como componente del aglutinante para el denominado nucleo junto con betun y caucho, porque Sasol Wax es conocido por ser util para reducir las temperaturas para la preparacion y descarga de

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asfalto de aproximadamente 325-300 2F (162-150 °C) a 280-250 °F (139-121 °C).

Las reacciones de caucho y betun que se han mencionado anteriormente han realizarse a altas temperaturas de 350-380 °F (aproximadamente 175-195 °C).

[0028] Un experto en la tecnica deducira a partir del documento U.S. 2010/0056669 A1 que incluso

- una pre-reaccion del caucho puede tener lugar (mediante mezcla con betun caliente), y

- la adicion de cera para reducir las temperaturas para la produccion y aplicacion de asfalto ha demostrado ser un exito.

[0029] Sin embargo, despues de una investigacion analitica exhaustiva, el experto en la tecnica reconocera que estos denominados granulos no representan un aditivo para modificar asfalto en asfalto de caucho, sino mas bien una clase de aglutinante para producir asfalto aglutinante granulado que representa el aglutinante del asfalto exclusivamente o con limitadas fracciones adicionales de betun, con las consiguientes desventajas. Los actuales sistemas de almacenamiento, sistemas transportadores y sistemas de medicion de las plantas de mezcla de asfalto no estan construidos para el uso de un aglutinante solido y granular.

[0030] El experto en la tecnica puede deducir a partir de lo mismo una ensenanza de endurecimiento del betun, pero no junto con un hinchamiento integrado.

[0031] Incluso cuando se consulta tambien el documento WO 2010/023173 A1, no se encuentra ningun enfoque para resolver la siguiente cuestion en la combinacion de las fuentes analizadas de la tecnica anterior.

[0032] La ultima publicacion mencionada desvela una composicion bituminosa de un "proceso humedo". De manera desventajosa, se usa un aglutinante acabado modificado con caucho, y el usuario en la planta mezcladura de asfalto necesita un tanque de aglutinante adicional para el almacenamiento, que normalmente no esta disponible. Tambien hay una falta de flexibilidad para el ajuste, ya que solo esta contenido en el tanque un aglutinante con una concentracion de caucho definida y una clase de dureza definida. Como una desventaja adicional, se requieren tiempo, energia y una instalacion de modificacion para la produccion de la composicion bituminosa. Ademas, el hinchamiento del caucho no impide el endurecimiento del betun eliminando los componentes aceitosos del betun. La viscosidad de la composicion bituminosa sigue siendo la misma que en un betun modificado con caucho convencional, y no se reduce.

Descripcion del espi'ritu de la invencion

[0033] La invencion tiene el objeto de proporcionar un metodo para producir un material a granel de aglomerados de particulas de caucho y cera, especialmente en forma de granulos, asi como una nueva composicion del aglomerado, particularmente en un granulo, y el uso de este material a granel para la fabricacion de asfalto y de asfalto mejorado, o de una mezcla de materiales con un material bituminoso o de un material bituminoso, en el que las particulas de caucho se combinan con la cera de tal forma que

- las particulas de caucho se activan sin sustancias peligrosas para la salud/medio ambiente y se humedecen homogeneamente con cera,

- el aglomerado, como los granulos, puede almacenarse y transportarse de forma facil y segura, y puede dispensarse con los sistemas que estan normalmente presentes en las plantas mezcladoras de asfalto para la adicion directa,

- el asfalto fabricado tiene tales efectos funcionales combinados, que aumentan su resistencia a la deformacion a temperatura ambiente y mejoran el asfalto debido a las propiedades de las particulas activas de caucho y su interaccion intensiva con el betun, en el que los constituyentes oleosos no se eliminan del betun en el asfalto y el betun no se endurece, y

- los efectos beneficiosos en el aglomerado dan como resultado una incorporacion logisticamente mas flexible o un procesamiento del asfalto o un material mixto con un material bituminoso o un material bituminoso.

[0034] Por lo tanto, en particular, las desventajas descritas en el documento US 2010/0056669 A1 se eliminan, de manera que

- no tiene lugar una reduccion del endurecimiento del betun incorporando componentes bituminosos durante el hinchamiento del caucho,

- no puede tener lugar el hinchamiento del caucho mediante el aceite anadido (pero implitcitamente por el betun anadido),

- no se mejora la resistencia a la deformacion debido a la cera,

- no tiene lugar una adicion opcional de polioctenamero para mejorar la compatibilidad del betun y el

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caucho, y

- unicamente es posible una pequena fraccion de un maximo del 30 % de caucho.

[0035] Como parte de la cadena tecnologica, como la produccion de aglomerados, la composicion aglomerada y la produccion del asfalto mejorado, han de conseguirse beneficios para el procesamiento y una compactacion fiable, ahorro de energia, reduccion de emisiones, han de evitarse explosiones de polvo y puede realizarse un transporte neumatico o mecanico (transportador de tornillo) para reducir la complejidad, tal como el tiempo, la energia, las inversiones para las instalaciones de modificacion en comparacion con la modificacion del asfalto convencional.

[0036] Este objeto complejo se consigue por las caracteristicas de las reivindicaciones 1 a 23.

[0037] El metodo indicado en la reivindicacion 1 para la preparacion de un material a granel de aglomerados que incluyen particulas de caucho y cera con un punto de solidificacion por encima de 50 °C, preferiblemente parafinas de petroleo, parafinas Fischer-Tropsch, ceras de amida, ceras de turba, ceras polimericas, esteres de glicerol, por pre-reaccion de hinchamiento de las particulas de caucho y adicion de cera y comprende las etapas del metodo de

a) activacion del caucho por hinchamiento a un minimo de 83 °C hasta un maximo de 120 °C y el uso de un agente de hinchamiento de aceites minerales naftenicos o parafinicos, aceites lubricantes reciclados, aceites naturales o parafinas que se funden a 20-40 °C de la sintesis de Fischer-Tropsch, excluyendo aceites ricos en aromaticos,

b) adicion de un material fundido de cera que se funde por encima de 50 °C que tiene un efecto reductor de la viscosidad sobre el betun, en el que, por el aumento del consumo de corriente (medicion de gradiente) de la mezcladora a aprox. 85 °C, se detecta la fusion de la cera y el proceso de mezcla se detiene, y del polioctenamero opcional a las particulas de caucho activadas por hinchamiento,

c) aglomeracion de las particulas de caucho activadas por hinchamiento con la cera reductora de la viscosidad y materiales potenciadores de las adhesiones opcionales como resinas o poliisobutenos mezclando la amalgama o por la accion de una presion de tal manera que el agente de hinchamiento penetre en los espacios entre las moleculas de caucho y separe las moleculas y las fuerzas fisicas de atraccion se reduzcan o se interrumpan, en el que

d) por el mayor volumen que conduce a una reduccion de la viscosidad y el ablandamiento, tiene lugar en el aglomerado una humectacion mas intima y homogenea con la cera, asi como una mayor estabilidad de la reticulacion de las moleculas de caucho entre si y se puede hacer en 7 min 50 s.

[0038] El efecto combinado sorprendente e inventivo se determina debido al mayor volumen que conduce a una reduccion de la viscosidad y debido al ablandamiento, se produce una humectacion mas intima y homogenea con la cera y un aumento de la estabilidad de la reticulacion de las moleculas de caucho entre si. Este efecto es la base, o el potencial, de los efectos beneficiosos en el asfalto que se va a producir, en un material mixto con un compuesto bituminoso, o en un compuesto bituminoso.

[0039] De acuerdo con el metodo, mediante la adicion de cera, se forma una capa sobre los articulos de caucho activados por la hinchazon.

[0040] El metodo se mejora adicionalmente anadiendo el 1-50 % en peso, preferiblemente el 25-35 % en peso del material fundido de la cera con respecto a la fraccion de caucho.

[0041] La adicion de polioctenamero con una fraccion del 1-50 % en peso en el material fundido de cera, preferiblemente con una fraccion del 25-35 % en peso en el material fundido de cera, tambien es ventajosa.

[0042] Ademas, es util anadir adicionalmente el 0,1-5 % en peso de materiales potenciadores de la adhesion, por ejemplo, resinas o poliisobutenos, para intensificar la aglomeracion.

[0043] El material fundido de cera debe anadirse a las particulas de caucho para activarse por hinchamiento en aproximadamente 2-3 minutos.

[0044] Una amalgama de mezcla, particularmente en un granulo, se puede hacer mediante

- un mezclador mecanico caliente,

- un proceso de compresion con un molino de muelas y una matriz de conformacion,

- un proceso de extrusion, o

- un mezclador generador de calor materializado como una mezcladora de friccion, una mezcladora de fluido o una turbomezcladora.

[0045] La adicion de cera a las particulas de caucho y la formacion de aglomerados son posibles en dos etapas de

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proceso sucesivas.

[0046] El aglomerado producido por los metodos se usa en la preparacion de asfaltos o compuestos bituminosos a traves de la adicion directa en una planta mezcladora para materiales de asfalto mixtos o materiales bituminoso, particularmente en forma de un granulo hecho por particulas de caucho y cera, y que comprende:

- particulas de caucho que tienen una distribucion del tamano de particula entre 0,05 y 5 mm,

- un material fundido de cera en o sobre las particulas de caucho con una fraccion del 1-50 % en peso en base al componente de caucho, y

- un agente de hinchamiento absorbido en las particulas de caucho en un intervalo del 1 % y el 100 % de la cantidad absorbible maxima del agente de hinchamiento.

[0047] El aglomerado se prepara ventajosamente en 15 minutos como un material a granel con una superficie seca mediante procesos de mezcla o aglomeracion.

[0048] Para la preparacion del asfalto, se usa un material a granel mediante mezcla con betun caliente, en el que para reducir las temperaturas para la preparacion y aplicacion del asfalto, los aglomerados se anaden directamente en la mezcladora de asfalto durante o despues de la adicion del betun con una fraccion del 1-30 % en peso, preferiblemente con una fraccion del 5-20 % en peso en base a la fraccion de betun.

[0049] El uso tecnologico se contempla por un metodo en el que

a) la adicion se realiza de 3 a 15 segundos antes de la adicion del betun,

b) debido al aumento de la temperatura y el aumento de las fuerzas de cizalladura, los aglomerados se desintegran rapidamente y las particulas de caucho se pre-distribuyen dentro de este periodo, activandose termicamente el caucho,

c) el calor licua la cera en el proceso de mezcla de asfalto, liberando rapidamente las particulas de caucho activadas,

d) las particulas de caucho activadas por el pre-hinchamiento producen una interaccion mas intensa, tal como un revestimiento con el betun, y/o

e) la temperatura de mezcla se ajusta en un intervalo de 130 a 190 °C.

[0050] En una mezcla de asfalto o una mezcla con un compuesto bituminoso, el metodo se perfecciona por

f) ) una temperatura de extendido de 120 a 230 °C,

g) un grado de compactacion en un intervalo del 98 al 103 %,

h) una resistencia a la traccion por hendimiento en un intervalo de 1,70 a 3,00 N/mm2,

i) una resistencia a la traccion por hendimiento despues del almacenamiento en agua en un intervalo de 1,50 a 2,50 N/mm2, y

j) una resistencia a la deformacion, medida como una tasa de elongacion en un ensayo de compresion uniaxial en un intervalo de 0,6 a 0,9*10-4/n %».

[0051] El proceso para la produccion de asfalto o un mezcla de materiales con un material bituminoso o un material bituminoso mediante el uso de un material a partir de los aglomerados producidos se determina de modo que el agente de hinchamiento penetra en los intersticios de las moleculas de caucho durante la mezcla, empuja a las moleculas y reduce o interrumpe las fuerzas fisicas de atraccion, en el que se produce una reduccion de la viscosidad que es estable en el material mezclado hasta 180 min y en el que durante la reduccion de la viscosidad eficaz durante este tiempo se obtiene un aumento de la estabilidad de la reticulacion de las moleculas de caucho entre si tras la incorporacion de los aglomerados, acompanado de una estabilidad de tal formulacion que dura hasta 180 min.

[0052] Por lo tanto, la mezcla de asfalto o el material mezclado con la composicion bituminosa o la composicion bituminosa puede presentar una reduccion de la viscosidad de la composicion bituminosa con respecto a su viscosidad inicial debido a la interaccion tanto con el material de hinchamiento como con la cera, siendo la reduccion de la viscosidad estable durante <180 min en el material mezclado, asi como una mayor estabilidad de la reticulacion de las moleculas de caucho, y tener estabilidad.

[0053] Tales composiciones bituminosas con aglomerados se pueden utilizar tambien para el tratamiento superficial de vias de circulacion por pulverizacion de las composiciones bituminosas y aplicacion de minerales.

[0054] Las particulas de caucho pueden obtenerse a partir del procesamiento de neumaticos usados (automoviles, camiones, o partes de neumaticos) a temperatura ambiente, ya que las particulas de caucho producidas en frio presentan relaciones de superficie/volumen desfavorablemente inferiores.

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[0055] Por lo tanto, las particulas de caucho pueden hincharse con el 5-100 % en peso, preferiblemente el 1040 % en peso en base a la fraccion de caucho con aceites minerales naftenicos, aceites minerales parafinicos, aceites lubricantes reciclados, aceites naturales, acidos grasos, o parafinas que se funden a 20-40 °C, de la sintesis de Fischer-Tropsch, y despues se proporcionan, en base a la fraccion de caucho, con el 1-50 % en peso, preferiblemente el 10-30 % en peso de un material fundido hecho de cera, incluyendo una adicion opcional de polioctenamero, y se aglomeran.

[0056] La fraccion de los polioctenameros opcionales en el material fundido de cera es del 1-50 % en peso, preferiblemente del 25-35 % en peso. Aqui, el material fundido de cera sirve como un aglutinante para las particulas de cera.

[0057] Opcionalmente, la aglomeracion puede intensificarse a traves de la adicion del 0,1-5 % en peso de sustancias potenciadoras de la adhesion, tales como resinas o poliisobutenos.

Todas las ceras que se funden por encima de 50 °C, tal como parafinas de petroleo, parafinas Fischer-Tropsch, ceras de amida, ceras de turba, ceras polimericas o esteres de glicerol, pueden usarse como ceras.

[0058] Por ejemplo, todos los aceites naftenicos utilizados en la industria del caucho o comunes en otras aplicaciones son adecuados como aceites minerales naftenicos, que se producen por destilacion al vacio a partir de petroleo crudo adecuado sin o con un refinado posterior.

[0059] Todas las fracciones de destilacion parafinica refinada o no refinada obtenidas de petroleos adecuados por destilacion al vacio pueden usarse como aceites minerales parafinicos.

[0060] Tambien son adecuados los aceites minerales, que se reciclan a partir de aceites lubricantes usados.

[0061] Los aceites naturales adecuados son naturales, reciclados o estan quimicamente alterados, por ejemplo, esteres de glicerol refinados o transesterificados con acidos grasos.

[0062] Las parafinas que se funden a 20-40 °C se caracterizan por una fraccion de alquenos lineales entre el 60 y el 90 % y una densidad de 700-800 kg/m3 a 70 °C, como se mide por cromatografia de gases, y se obtienen a partir de la materia prima de la sintesis de Fischer-T ropsch por destilacion.

[0063] Por ejemplo, se pueden usar resinas de hidrocarburo sinteticas alifaticas, aromaticas o parcialmente aromaticas, o esteres de resina y politerpenos derivados de resinas de madera (colofonia) como resinas promotoras de la adhesion.

[0064] La invencion tiene el efecto global de que el agente de hinchamiento penetra en los intersticios de las moleculas de caucho y empuja a las moleculas, mientras que los sitios de reticulacion quimica entre las cadenas polimericas permanecen sin cambios. Entonces, las fuerzas fisicas de atraccion se reducen o se interrumpen. El volumen mayor resultante y el ablandamiento provocan una humectacion mas intima y homogenea con la cera.

[0065] Despues de que la cera se funda en la mezcladora de asfalto, el betun puede hacer un contacto mas intenso con la estructura hinchada de las moleculas de caucho, sin requerir grandes cantidades de componentes oleosos del betun para el hinchamiento. El cambio o endurecimiento del betun mediante la eliminacion de los componentes aceitosos se reduce de este modo. La cera fundida reduce la viscosidad del betun en la mezcla de asfalto caliente y, por lo tanto, permite una compactacion fiable del asfalto y la reduccion de las temperaturas para producir e instalar el asfalto. Despues de que el asfalto se haya enfriado, la cera se solidifica, mejorando asi la resistencia del asfalto contra deformaciones debido a su dureza. El polioctenamero opcional forma enlaces durante la produccion de asfalto que aumentan la compatibilidad del caucho y el asfalto.

[0066] A diferencia de las particulas de caucho fino, los aglomerados producidos de acuerdo con la invencion pueden transportarse facilmente con las tecnicas de distribucion existentes en las plantas mezcladoras de asfalto, tales como transportadores sinfin o transportadores neumaticos, que tambien se utilizan para granulos de fibra. El tratar con aglomerados libres de polvo tambien reduce el riesgo de explosiones de polvo.

[0067] Los aglomerados se dosifican directamente en la mezcladora de asfalto en la produccion de asfalto, en base a la composicion bituminosa con una fraccion del 1 -30 % en peso, preferiblemente del 5-20 % en peso.

[0068] Los aglomerados se pueden anadir a las sustancias minerales calientes antes, durante o despues de la adicion del betun.

[0069] Se prefiere la adicion en pocos segundos antes de que se anada el betun, debido a que la temperatura es

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mas alta en este momento y las fuertes fuerzas de cizalladura provocan una desintegracion rapida de los aglomerados, una pre-distribucion de las partfculas de caucho, as^ como la activacion termica del caucho.

[0070] En el proceso de mezcla del asfalto, el calor licua la cera, asf como las sustancias potenciadoras de la adhesion opcionales, y libera rapidamente las partfculas de caucho activadas. La activacion por pre-hinchamiento provoca una interaccion mas rapida y mas intensa con el betun, de modo que se consiguen mejores propiedades del asfalto que con la adicion convencional de partfculas de caucho en un proceso de mezcla en seco.

[0071] Con el polioctenamero opcional como polfmero reactivo, se mejora la compatibilidad del betun y del caucho mediante la formacion de enlaces qufmicos. La cera fundida reduce la viscosidad aumentada de la mezcla de asfalto debido al caucho, de manera que las capas de asfalto producidas con pavimentadoras de asfalto pueden procesarse mejor y el grado de compactacion requerido durante la compresion por laminado se consigue de manera fiable.

[0072] A diferencia de los reductores de la viscosidad que son lfquidos a temperatura ambiente, la cera usada en el presente documento no se ablanda a temperatura ambiente, sino que aumenta la resistencia.

[0073] La reduccion de la viscosidad permite una reduccion de las temperaturas tfpicamente altas necesarias con partfculas de caucho en la produccion de la mezcla de asfalto y la capa de asfalto. Esto ahorra energfa de calentamiento, y la reduccion de emisiones de CO2 y vapores de betun y aerosoles protege el medio ambiente y mejora la seguridad en el lugar de trabajo.

[0074] Un efecto positivo adicional sobre el medio ambiente es la reutilizacion de un alto valor de los neumaticos usados en el contexto de la Ley de Reciclaje y Gestion de Residuos. Hasta la fecha, gran parte de los neumaticos usados acumulados se usaban solo con una baja recuperacion de energfa.

[0075] Ademas, se conservan polfmeros para producir aglutinantes modificados con polfmeros, ya que se reemplazan por el asfalto de caucho de la invencion.

[0076] El uso de aceites naturales o aceites lubricantes reciclados como agentes de hinchamiento tambien conserva los limitados recursos petrolfferos.

[0077] La invencion proporciona efectos tecnologicamente sorprendentes y beneficiosos, comenzando con la produccion del aglomerado a partir de caucho activado y cera hasta el uso para asfaltos o compuestos bituminosos o aplicaciones adicionales, que solo pueden descubrirse con exito mediante las siguientes consideraciones complejas con lo siguientes resultados

1. La composicion del asfalto se describe generalmente utilizando un modelo coloidal. Por consiguiente, consiste en pequenas partfculas solidas submicroscopicas (coloides), denominadas asfaltenos, y una fase lfquida circundante (similar al petroleo) de un agente de dispersion, denominados maltenos. Este sistema es permanentemente estable porque los maltenos estabilizan los asfaltenos. Las propiedades mecanicas del betun se determinan por los siguientes factores:

- fraccion de la fase de asfalteno,

- viscosidad de la fase de maltenos.

La fraccion en volumen de la fase de asfalteno aumenta con la disminucion de la temperatura. Es decir, las moleculas cambian de la fase de malteno a la fase de asfalteno a bajas temperaturas. Con el aumento de las temperaturas, las moleculas cambian de nuevo de la fase de asfalteno a la fase de malteno.

Este modelo explica la mayor dureza y rigidez del betun a bajas temperaturas debido al crecimiento de la fase de asfalteno solido.

Por el hinchamiento de las partfculas de caucho en el betun, los componentes aceitosos (maltenos) se eliminan del betun y se fijan en el caucho. Las partfculas de caucho aumentan asf en volumen (hasta dos veces) y se vuelven mas blandas. El efecto sobre el betun es similar al del enfriamiento: La fraccion de la fase de asfalteno solido aumenta y el betun se endurece.

Cuanto mas completa es la hinchazon del caucho, ya prevista por la adicion de los agentes de hinchamiento, menor es la absorcion de componentes del betun y menor es la modificacion de las propiedades del betun. La flexibilidad y, por lo tanto, las propiedades favorables a baja temperatura del betun permanecen en gran parte intactas.

2. Se pudo descubrir la "accion de bloqueo" virtual alcanzada del aceite en el caucho, ya que de acuerdo con la invencion, el granulado de caucho esta pre-hinchado con un agente de hinchamiento. Esta hinchazon anticipa un proceso que utiliza el procedimiento humedo del metodo de la tecnica anterior. De acuerdo con la invencion, el granulado de caucho se incorpora por la presente en el betun caliente, a menudo muy caliente. Durante un denominado "periodo de maduracion", los componentes de bajo peso

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molecular migran desde el betun caliente al granulado de caucho e hinchan este granulado, es decir, partes de la fase oleosa (maltenos) del betun migran al caucho. El betun deficiente en malteno es menos flexible y, por tanto, fragil y menos resistente a las bajas temperaturas.

[0078] El pre-hinchamiento de acuerdo con la invencion provoca ahora una reduccion de la capacidad de absorcion del caucho antes de la produccion del asfalto. Esto reduce, al menos parcialmente, la eliminacion de los aceites del betun en la fase caliente durante el mezclado y el transporte, asegurando asi que la mezcla de betun resultante conserva sus caracteristicas originales.

[0079] Por lo tanto, se puede asumir que los tipos de betun mas duros pueden usarse ahora en el contexto de la modificacion de caucho de una manera mas especifica, ya que un "efecto de accion" para la eliminacion de los aceites en el proceso humedo puede controlarse y gestionarse mejor.

[0080] De acuerdo con la invencion, el agente de hinchamiento puede actuar como una variable manipulada para las propiedades del betun, o incluso puede utilizarse como se indica a continuacion:

Dependiendo del betun disponible y/o de la calidad del asfalto recuperado empleado en la formulacion de asfalto, la calidad de la fraccion de betun resultante contenida en una mezcla de asfalto puede verse afectada y puede controlarse a traves de esta variable manipulada.

[0081] Una fase tecnologica final de la invencion es la adicion del aglomerado preparado segun la invencion en una planta mezcladora de asfalto; sin embargo, la invencion tambien se puede usar con aglutinantes especiales. El aglomerado tambien produce efectos muy positivos cuando se usa en lugar de polvo de caucho no tratado en un proceso humedo. Tanto el agente de hinchamiento como los componentes de cera mejoran la viscosidad. Este efecto se puede utilizar para aumentar la eficiencia de produccion en este proceso, ya sea aumentando la velocidad de produccion o reduciendo significativamente el consumo de energia.

[0082] Ademas, se obtienen tambien ventajas en aplicaciones en las que se utiliza betun modificado con caucho en tratamientos de superficie para carreteras. El betun se aplica aqui a una superficie por rociado en caliente.

En una etapa de proceso posterior, los agregados se distribuyen entonces sobre la superficie caliente y se laminan. La viscosidad mejorada resulta de nuevo ventajosa para el procedimiento de pulverizacion. Asimismo, el proceso se mejora significativamente debido a la posibilidad mas especifica ya mencionada para formular el betun.

[0083] Las particulas de caucho hinchadas incorporadas en la matriz de asfalto permanecen altamente elasticas cuando el asfalto se ha enfriado. Dado que no se espera que las fases de malteno precipiten en el caucho incluso durante largos periodos de almacenamiento, el comportamiento elastico mejorado a bajas temperaturas se puede usar para emplear aglutinantes mas duros para la produccion de asfalto. De este modo, es posible desarrollar formulaciones de asfalto con un tiempo de almacenamiento mucho mas largo. La produccion economica de la mezcla de asfalto actualmente es solo posible cuando se reutiliza el asfalto reciclado. Dado que los asfaltos reciclados tipicamente carecen de aglutinantes modificados con elastomero, es necesaria una compensacion con la adicion de betun fresco. Para ello, se han desarrollado variantes denominadas de RC (recicladas) con betunes modificados con polimeros, que son adecuadas para la reutilizacion de hasta el 20 % del asfalto. Cuando se desea el uso de fracciones de asfalto mas elevadas, se debe seleccionar otro aglutinante con una fraccion mas alta de componentes polimericos incorporados. Por lo general, solo dos opciones estan disponibles por tipo, es decir, hasta un 20 % de RC anadido y hasta un 50 % de asfalto reciclado. Por ejemplo, cuando se usa un 30 % de RC, debe seleccionarse necesariamente la variante con hasta un 50 %. Esto aumenta el coste, porque los tipos de betun con mayor modificacion son mas caros. Aun no se dispone de aglutinantes adecuados para mas de un 50 % de RC anadido. En el futuro, las nuevas tecnicas de procesamiento posibilitaran eficiencias economicas particularmente altas.

[0084] Con la implementacion tecnologica de la invencion, es posible igualar exactamente la fraccion de caucho requerida con el respectivo proceso de produccion en cada planta mezcladora, es decir, cada mezcla contiene - como se ha ilustrado anteriormente con el efecto de ajuste- la cantidad exacta de modificacion del granulado de caucho. Ademas, puede ahorrarse espacio de deposito y energia en cada planta mezcladora.

[0085] Cabe destacar las propiedades de la mezcla acabada, ya que las mezclas de asfalto previamente probadas requerian instalaciones de recepcion de alta calidad para terminales de contenedores y carreteras adecuadas para un uso intensivo. Por ejemplo, las masillas de piedra (SMA) se distinguen por su muy buena estabilidad y alta resistencia al desgaste. Tipicamente, se usan aglutinantes modificados con polimeros para este proposito. Los resultados de la evaluacion de la tecnica anterior han demostrado que, con el uso convencional, no existen diferencias significativas entre los tipos de mezcla modificada con caucho y modificada con polimero. Respecto a la durabilidad, como se mide por la prueba de rodadura, se observan beneficios significativos en la prueba de rodadura cuando se usa el aglomerado de acuerdo con la invencion.

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[0086] Por lo tanto, la preparacion del aglomerado sustancialmente puede comprender en la practica las siguientes etapas:

Etapa 1: Obtencion de una fraccion de cribado de partfculas de caucho que tienen una distribucion de tamano de partfcula de entre 0,05 y 5 mm, preferiblemente 0,2-1,2 mm, que se obtienen a temperatura ambiente mediante procesos mecanicos a partir de neumaticos usados, donde impurezas y las fibras de acero y las fibras de tela se separan por procesos magneticos y mecanicos.

Etapa 2: Activacion del caucho por hinchamiento utilizando lfquidos adecuados, tales como los aceites naftenicos introducidos ahora en la industria del caucho en lugar del uso de aceites altamente aromaticos, en los que se ha descubierto sorprendentemente que tambien los aceites naturales, tales como aceite vegetal, aceites parafrnicos, aceites lubricantes reciclados y parafinas que se funden a aproximadamente 20-40 °C, que se obtienen como una fraccion de destilacion de la corriente de producto de la sfntesis de Fischer-Tropsch, son adecuados para producir hinchamiento.

Una realizacion preferida del hinchamiento implica la adicion de menos de la cantidad maxima absorbible de agentes de hinchamiento en agitacion mecanica, lo que asegura la distribucion homogenea del agente de hinchamiento.

Etapa 3: Con la adicion de cera, las partfculas de caucho activadas por hinchamiento estan de hecho recubiertas con aditivo de cera reductor de la viscosidad, opcionalmente polioctenamero y sustancias que mejoran la adherencia opcionales y, por lo tanto, una produccion de aglomerados a partir de estos componentes, dando como resultado asf la distribucion uniforme de la cera reductora de la viscosidad sobre el caucho de acuerdo con la presente invencion. Todos los procesos continuos o discontinuos son adecuados para este proposito, que mezclan una cera/material fundido potenciador de la adhesion de polioctenamero con las partfculas de caucho precalentadas. Particularmente adecuados son, por ejemplo, mezcladores que agitan las partfculas de caucho con estructuras internas giratorias o brazos mezcladores y que alcanzan una distribucion uniforme de la cera a traves del contacto repetido de las partfculas agitadas. Como alternativa, la cera, y opcionalmente el polioctenamero, y opcionalmente el promotor de adhesion, tambien pueden suministrarse a los mezcladores en forma solida controlando el calor del proceso. Una realizacion preferida es la aplicacion de mezcladores de friccion, tales como mezcladores de fluido o turbomezcladores. Tales mezcladores generan el calor necesario por fuerzas de friccion y cizalladura. Despues de proporcionar las partfculas de caucho y el comienzo del proceso de mezclado, el agente de hinchamiento, la cera, el polioctenamero potenciador de la adhesion opcional y los materiales opcionales se pueden anadir en cualquier orden o simultaneamente. Los componentes se pueden anadir, la cera se puede mezclar homogeneamente y fundirse en una operacion. El polioctenamero opcional aumenta la compatibilidad entre el caucho y el betun a traves de la reticulacion qufmica.

Son particularmente adecuados para el recubrimiento de las partfculas de caucho todos los metodos que, ademas de la distribucion del material fundido de cera, aglomeran al mismo tiempo las partfculas para formar agregados mayores de 1-40 mm de diametro. En este caso, el material fundido de polioctenamero de cera actua como un aglutinante para las partfculas de caucho. La adicion opcional de sustancias potenciadoras de la adhesion puede aumentar la aglomeracion. Esto puede incluir los siguientes metodos comunmente utilizados en el procesamiento de plasticos y otras areas:

- extrusion con molino de muelas y matriz de conformacion,

- extrusion.

Etapa alternativa: La produccion separada de aglomerados.

La adicion de cera a las partfculas de caucho de acuerdo con la invencion y la formacion de aglomerados con las etapas de procedimiento que se han descrito anteriormente tambien puede tener lugar en dos etapas de proceso consecutivas, por lo que aquf, el polioctenamero opcional mejora la compatibilidad del caucho y el betun mediante reticulacion qufmica.

[0087] La composicion del aglomerado se caracteriza por

- Partfculas de caucho que tienen un diametro de 0,05-5 mm

- Hinchamiento a temperatura ambiente o a temperatura elevada por encima del punto de fusion del agente de hinchamiento, aceite naftenico absorbido, o aceite parafrnico, o aceite lubricante reciclado, o aceite natural, o parafina de Fischer-Tropsch que se funde a 20-40°C. La fraccion del agente de hinchamiento puede alcanzar la misma masa de las partfculas de caucho

- Una fraccion del 1-50 % en peso, en base a las partfculas de caucho, de una cera con un punto de solidificacion por encima de 50 °C.

- Una fraccion del 0,1-10 % en peso, en base a las partfculas de caucho, de la cera del polfmero de polioctenamero (Vestenamer®)

- Una fraccion del 0,1-5 % de sustancia potenciadoras de la adhesion, tales como resinas y poliisobutenos

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[0088] Los valores cuantitativos y cualitativos alcanzables de las propiedades en el asfalto se mejoran con las siguientes caracteristicas en la fabricacion del asfalto y en el asfalto incorporado:

- los aglomerados se distribuyen directamente en mezcladoras de asfalto convencionales durante la produccion de asfalto con una fraccion del 1-30 % en peso, preferiblemente del 5-20 % en peso, en base a la composicion bituminosa,

- los aglomerados se anaden a las sustancias minerales calientes antes, durante o despues de la adicion del betun, en los que se ha demostrado su eficacia cuando se anaden los aglomerados varios segundos antes de anadir el betun, debido a que la mayor temperatura en este momento y la mayor fuerza de cizalladura en la mezcladora asfalto provocan la desintegracion rapida de los aglomerados, la pre- distribucion de las particulas de caucho, asi como la activacion termica del caucho,

- despues, el calor licua instantaneamente la cera en el proceso de mezcla de asfalto y libera rapidamente las particulas de caucho activadas, en el que la activacion por pre-hinchamiento provoca una interaccion acelerada e intensa con el betun, de manera que se obtienen mejores propiedades de asfalto en comparacion con una adicion seca de particulas de caucho,

- los granulos hinchados introducen un componente de cera adicional que reduce la viscosidad, es ventajoso para el procesamiento, una compactacion infalible, ahorra energia y reduce las emisiones y aumenta la resistencia del asfalto contra la deformacion a temperatura ambiente,

- las propiedades de asfalto se mejoran con las particulas de caucho activadas por hinchamiento y por interaccion intensiva con el betun,

- el hinchamiento antes de la aglomeracion evita la eliminacion de los constituyentes aceitosos del betun en el asfalto cuando el caucho se hincha, contrarrestando asi el endurecimiento del betun.

[0089] A continuacion se describiran realizaciones ejemplares de la invencion, basadas en primer lugar en tablas, y despues con referencia a experimentos documentados en las figuras 1 a 3.

[0090] En las figuras se muestra:

Figura 1

- un diagrama en funcion del tiempo de la viscosidad de los betunes modificados del proceso de modificacion, con las variantes

1) 20 % en peso de particulas de caucho, 2 % en peso de aceite aromatico

2) 19,1 % en peso de particulas de caucho, 0,9 % en peso de polioctenamero (Vestenamer®), 2 % en peso de aceite aromatico

3) 22 % en peso de material a granel activado compuesto por 9/10 de particulas de caucho y 1/10 de cera de bajo punto de fusion de la sintesis de Fischer-Tropsch

4) 22 % en peso de material a granel activado de 9/10 de particulas de caucho y 1/10 de aceite mineral

5) 22 % en peso de material a granel activado de 4/6 de particulas de caucho, 1/6 de aceite mineral y 1/6 de cera FT con punto de solidificacion a 102 °C (Sasobit®)

6) 22 % en peso de material a granel activado de 4/6 de particulas de caucho, 1/6 de parafina de bajo punto de fusion de la sintesis FT y 1/6 de cera FT (Sasobit®);

Figura 2

Un diagrama en funcion del tiempo del punto de ablandamiento reblandecimiento por anillo y bola (medido segun la norma DIN EN 1427) de betun modificado con caucho de neumatico producido por agitacion a 180 °C; 78 % en peso de betun base B 80/100 con las variantes mostradas en la figura 1,

1) 20 % en peso de particulas de caucho, 2 % en peso de aceite aromatico

2) 19,1 % en peso de particulas de caucho, 0,9 % en peso de polioctenamero (Vestenamer®), 2 % en peso de aceite aromatico

3) 22 % en peso de material a granel activado de 9/10 de particulas de caucho y 1/10 de cera de bajo punto de fusion de la sintesis Fischer-Tropsch

4) 22 % en peso de material a granel activado de 9/10 de particulas de caucho y 1/10 de aceite mineral

5) 22 % en peso de material a granel activado de 4/6 de particulas de caucho, 1/6 de aceite mineral y 1/6 de cera FT con punto de solidificacion a 102 °C (Sasobit®)

6) 22 % en peso de material a granel activado de 4/6 de particulas de caucho, 1/6 de parafina de bajo punto de fusion de la sintesis FT y 1/6 de cera FT (Sasobit®);

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Un diagrama en funcion del tiempo de flujo (medido segun SABITA BR 4 T, TG1 MB 12) de betun modificado con caucho de neumatico producido por agitacion a 180 °C, 78 % en peso de betun base B 80/100, con las variantes mostradas en las figuras 1 y 2, tales como

1) 20 % en peso de particulas de caucho, 2 % en peso de aceite aromatico

2) 19,1 % en peso de particulas de caucho, 0,9 % en peso de polioctenamero (Vestenamer®), 2 % en peso de aceite aromatico

3) 22 % en peso de material a granel activado de 9/10 de particulas de caucho, y 1/10 de cera de bajo punto de fusion de la sintesis Fischer-Tropsch

4) 22 % en peso de material a granel activado de 9/10 de particulas de caucho y 1/10 de aceite mineral

5) 22 % en peso de material a granel activado de 4/6 de particulas de caucho, 1/6 de aceite mineral y 1/6 de cera FT con punto de solidificacion a 102 °C (Sasobit®)

22 % en peso de material a granel activado de 4/6 de particulas de caucho, 1/6 de parafina de bajo punto de fusion de la sintesis FT y 1/6 de cera FT (Sasobit®).

Mejor modo de realizar la invencion

[0091] La siguiente Tabla 1 documenta en primer lugar la produccion de un aglomerado de acuerdo con la invencion, en el que un producto ligeramente aglomerado del 66,6 % en peso de particulas de caucho (0,2-0,8 mm de diametro), 16,7 % en peso de diversos agentes de hinchamiento y el 16,7 % en peso de cera de parafina de Fischer-Tropsch con un punto de solidificacion de 102 °C se producen en una mezclador de fluido FM10 a una velocidad de rotacion de 3600 RPM:

Tabla 1

Producto

Agente de hinchamiento Orden de adicion Tiempo de mezcla [minutosl Temperatura de mezcla maxima [°C] Calidad del producto

1

Parafina FT* Agente de hinchamiento, cera FT** 7:50 83 De flujo libre, homogeneo#

2

Parafina FT Agente de hinchamiento, cera FT 5:00 120 De flujo libre, homogeneo

3

Aceite vegetal# Agente de hinchamiento, Cera FT 4:40 86 De flujo libre, homogeneo

4

Aceite lubricante reciclado Agente de hinchamiento, Cera FT 5:05 86 De flujo libre, homogeneo

5

Aceite lubricante reciclado Cera FT, Agente de hinchamiento 3:45 86 De flujo libre, homogeneo

*: Waksol A (Parafina Fischer Tropsch, Punto de fusion 32 °C) #: Storflux Nature **: Sasobit® (Cera de parafina Fischer Tropsch, Punto de solidificacion 102 °C) ##: La homogeneidad de la distribucion de la cera de parafina Fischer Tropsch se examino determinando el contenido de cera en muestras aleatorias por DSC

[0092] El granulado de caucho se suministra en la mezcladora, se inicia el proceso de mezclado y la generacion de calor asociada, y posteriormente el agente de hinchamiento y la cera se miden y se anaden en diferentes ordenes secuenciales. La fusion de la cera se detecta mediante un aumento repentino del consumo de corriente (medicion del gradiente) de la mezcladora a aproximadamente 85 °C, y se termina el proceso de mezclado. La uniformidad de la distribucion de la cera puede detectarse en muestras aleatorias mediante calorimetria diferencial de barrido.

[0093] El ejemplo enumerado en la Tabla 1 muestra el caracter concluyente, en particular en cuando a su repetibilidad, con respecto a las caracteristicas de las reivindicaciones 1 a 10.

[0094] El efecto de algunos aglomerados de cera de parafina del agente de hinchamiento de caucho descritos en la siguiente Tabla 2 sobre las propiedades del betun por la adicion del 12 % en peso de caucho y/o el 18 % en peso de algunos de los productos de la Tabla 1 anterior se ilustra a continuacion, en la que se utiliza un betun Nybit E60 que tiene una penetracion de aguja de 64 1/10 mm:

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Tabla 2

Producto

PEN# [1/10 mml Anillo y bola [°Cl* Ductilidad** [mml Recuperacion elastica## [%] Viscosidad [mPasl

Caucho

43 59,2 173 60 1380

1

62 94,5 76 54 510

3

52 87,5 90 56 640

4

46 86,5 103 61 650

*: Punto de ablandamiento por anillo y bola (DIN EN 1427) #: Penetracion de agua a 25 °C (DIN EN 1426) **: Ductilidad a 25 °C DIN EN 13389) ##: Recuperacion elastica a 25 °C (DIN EN 13389)

[0095] Los aglomerados se mezclan con el betun a 160 °C mediante agitacion. Como una prueba comparativa, la cantidad correspondiente de partfculas de caucho puro se introdujo en el betun de la misma manera. Los valores mas altos de penetracion de aguja de las mezclas con los productos 1,3 y 4 en comparacion con la modificacion con caucho puro muestran que el endurecimiento del betun debido a la absorcion de componentes bituminosos se reduce considerablemente y se evita casi completamente con el producto 1. Ademas, el efecto reductor de la viscosidad en comparacion con la prueba con caucho puro se hace evidente.

[0096] Un primer ejemplo para la produccion e instalacion de asfalto con aglomerados producidos segun la invencion se explicara con referencia a las Tablas 3 y 4, en el que se selecciona la adicion de los aglomerados como un material a granel de sacos.

[0097] Un asfalto colado de piedra SMA 16 S se fabricara usando partfculas de caucho que se activan de acuerdo con la invencion y se anaden directamente en la mezcladora de asfalto y se instalan en una carretera.

[0098] Se utilizan las siguientes partfculas de caucho activadas preparadas en un mezclador de fluido, que tienen un tamano de partfcula de 0,2-0,4 mm antes del hinchamiento:

Tabla 3

Composicion de las partfculas de caucho activadas usadas

Producto de caucho M Producto de caucho P

Proporcion de las partfculas de caucho [% en pesol

66,7 66,7

Tipo de agente de hinchamiento

Aceite lubricante reciclado, refinado* Aceite vegetal#

Proporcion del agente de hinchamiento [% en pesol

16,65 16,65

Proporcion de la cera FT** [% en pesol

16,65 16,65

* : Storflux Premium

#: Storflux Nature

**: Sasobit®

[0099] Las partfculas de caucho activadas se transportan de una manera sencilla directamente en la mezcladora de asfalto en sacos de PE con una cinta transportadora antes de la adicion del betun. La cantidad anadida es de 11 kg por tonelada de mezcla de asfalto, con el fin de alcanzar una fraccion de caucho al 12 % en base al betun B 50/70.

La mezcla de asfalto se produce a 170 °C.

[0100] Cuando se aplica sobre la carretera, la temperatura de la mezcla de asfalto en las pavimentadoras es de 160 2C.

[0101] La mezcla de asfalto y los nucleos de muestra instalados experimentalmente de la capa de asfalto terminada tienen los siguientes valores enumerados en la Tabla 4:

Tabla 4

Propiedades de los asfaltos producidos y puntos de ablandamiento de los aglutinantes extrafdos

Producto de caucho M Producto de caucho P

Minerales que pasan a traves de un tamiz

0,063 mm [% en pesol

14,1 13,5

0,25 mm [% en pesol

15,5 14,5

0,71 mm [% en pesol

17,0 16,4

1,00 mm [% en pesol

26,5 23,9

2,00 mm [% en pesol

31,9 30,1

5,00 mm [% en pesol

43,0 40,4

8,00 mm [% en pesol

65,8 52,6

11,20 mm [% en pesol

67,4 63,0

16,00 mm [% en pesol

98,2 98,4

22,40 mm [% en pesol

100,0 100,0

Fraccion de aglutinante soluble [% en pesol

6,0 5,9

Fraccion de caucho insoluble [% en pesol

0,6 0,6

Fraccion de aglutinante total [% en pesol

6,6 6,5

Punto de ablandamiento por anillo y bola [°Cl

75,0 74,4

Fraccion de intersticios MPK* [% en vol.l

2,8 2,2

Nucleo de fraccion de intersticios [% en vol.l

2,6 2,5

Tasa de elongacion en punto de inflexion £w 10-4 %o/n**

0,9 0,6

Elongacion despues de 10.000 cambios de carga**

9,8 8,0

Resistencia a la traccion de hendimiento de residuos sensibles al agua [%l

15,3 8,9

*: Muestras de ensayo Marshall **: Parte StB de asfalto TP: Prueba de compresion uniaxial, 1999

[0102] La fraccion de la cera de FT da lugar a un mayor ablandamiento por anillo y bola (RuK) en los aglutinantes extraidos. Las propiedades ensayadas de los asfaltos confirman con los experimentos que la adicion directa de particulas de caucho activadas y que contienen cera da como resultado propiedades de asfalto sobresalientes con

5 alta resistencia a la deformacion y baja sensibilidad al agua.

[0103] El pre-hinchamiento, y la activacion lograda de este modo, del caucho mejora la produccion de un betun modificado con caucho convencional que muestra nuevas y sorprendentes propiedades.

10 [0104] Un segundo ejemplo para la produccion e instalacion de asfalto con aglomerados de acuerdo con la

invencion se explicara con referencia a la Tabla 5, en la que los aglomerados se anaden como material a granel con transporte neumatico.

[0105] Se producira un asfalto colado de piedra SMA 8 Hmb a 170 °C con el producto de caucho M segun el 15 primer ejemplo de la Tabla 3 y un betun B 50/70.

[0106] Las particulas de caucho ceroso activadas se transportan a la mezcladora de asfalto con un sistema neumatico antes de anadir el betun. Aunque el sistema de transporte neumatico se utiliza normalmente para la adicion de granulos de fibra de celulosa, tambien puede utilizarse ventajosamente para la adicion de los

20 aglomerados producidos de acuerdo con la invencion. Ademas, cuando se utiliza caucho, no se requiere celulosa para la produccion de asfalto colado de piedra.

[0107] Al determinar muestras de ensayo de asfalto, las muestras pueden tomarse en diferentes lugares y ensayarse, las cuales muestran entonces los siguientes valores enumerados en la Tabla 5:

25

Tabla 5

Propiedades de las muestras de asfalto y el aglutinante extraido en diferentes posiciones de un asfalto instalado experimentalmente

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

Minerales que pasan a traves de un tamiz

0,063 mm [% en pesol

12,9 13,1 13,1

0,126 mm [% en pesol

14,8 15,1 15,1

2,00 mm [% en pesol

32,4 32,5 32,6

5,50 mm [% en pesol

61,4 62,0 61,1

8,00 mm [% en pesol

95,8 96,1 96,8

11,2 mm [% en pesol

100 100 100

Fraccion de aglutinante soluble [% en pesol

6,7 6,9 6,8

Fraccion de aglutinante total [% en pesol

7,0 7,2 7,1

Punto de ablandamiento por anillo y bola [°Cl

87,5 87,5 88,4

Fraccion de intersticios MPK* [% en vol.l

2,5 2,5 2,3

Recuperacion elastica** [%l

60 60 69

*: Muestras de ensayo Marshall **: A 25 ° de acuerdo con la norma DIN EN 13398

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[0108] Cabe destacar que los puntos de ablandamiento y las recuperaciones elasticas de los aglutinantes extraidos de muestras de asfalto fisicamente separadas tienen valores que demuestran que se puede obtener una distribucion homogenea de las particulas de caucho activado por adicion directa en la mezcladora de asfalto, asi como que se puede producir un asfalto que esta uniformemente modificado con aglomerados de la invencion y que tiene propiedades mejoradas.

[0109] El proceso de la invencion se presenta claramente con referencia a los ejemplos ilustrados en las figuras 1, 2 y 3, comenzando con la etapa de modificacion 1) correspondiente a la tecnica anterior hasta la transicion al efecto completo de acuerdo con la invencion mostrada en las etapas de modificacion 5) y 6).

[0110] Los sorprendentes efectos y ventajas de la invencion para el proceso humedo en comparacion con el betun de caucho habitual de acuerdo con la tecnica anterior se ilustran en un diagrama que muestra mediciones de propiedades importantes. En todos los experimentos, el betun modificado con caucho se preparo a partir del 78 % en peso de betun del grado de penetracion 80/100 y particulas de caucho de neumatico, asi como otros aditivos y el material a granel hinchado activado de acuerdo con la invencion por agitacion a 180 °C.

[0111] La figura 1 muestra la dependencia temporal de la viscosidad de los betunes modificados en un diagrama del proceso de modificacion. Una primera modificacion 1) con el 20 % de caucho de neumatico y el 2 % de aceite aromatico corresponde a la tecnica anterior. La viscosidad del betun modificado aumenta con el aumento del tiempo de agitacion debido al hinchamiento del caucho. Despues de pasar a traves de un maximo, la viscosidad disminuye de nuevo debido a la disolucion parcial del caucho. Para obtener las propiedades deseadas con respecto a la estabilidad frente a la deformacion y la elasticidad del asfalto producido, solo se ha de disolver una parte del caucho. Por lo tanto, el betun modificado con caucho puede utilizarse para la produccion de asfalto solo en un intervalo de tiempo corto, que se situa en torno al maximo de la viscosidad. Cuando se producen retrasos debido a problemas en la cadena de suministro y se produce una disolucion excesiva del caucho, el aglutinante ya no puede usarse. El aglutinante debe entonces devolverse a la planta de modificacion para su reprocesamiento. Esto representa una perdida economica significativa para el fabricante del aglutinante y otras perdidas economicas debido al retraso en la aplicacion del asfalto a la carretera.

[0112] De acuerdo con una segunda modificacion 2), una parte del caucho se reemplazo por un polioctenamero. Esto cambia ligeramente el curso de la curva de viscosidad, pero la viscosidad permanece en el mismo alto nivel.

[0113] De acuerdo con una tercera modificacion 3), el betun se modifico con material a granel hinchado activado compuesto por 9/10 particulas de caucho y 1/10 de cera de bajo punto de fusion de la sintesis de Fischer-Tropsch. Este material a granel y los otros tres materiales a granel, se prepararon en una mezcladora de fluido generadora de calor. El betun modificado obtenido ya tenia una viscosidad significativamente reducida.

[0114] Se realizo una cuarta modificacion 4) en analogia a 3). Sin embargo, el material a granel se produjo a partir de 9/10 de particulas de caucho y 1/10 de aceite mineral. Esto reduce aun mas la viscosidad del betun modificado.

[0115] La quinta y sexta modificaciones 5) y 6) se realizaron en analogia a 3). Sin embargo, se produjo el material de la invencion a partir de 4/6 de particulas de caucho, 1/6 de cera FT (punto de solidificacion a 102 °C, Sasobit®) y 1/6 de agente de hinchamiento, es decir, aceite mineral en 5), asi como bajo una parafina de bajo punto de fusion producida a partir de la sintesis de Fischer-Tropsch en 6).

[0116] Estos betunes modificados 5) y 6) segun la invencion tienen las viscosidades mas bajas y, por lo tanto, las mayores ventajas con respecto a la compactacion intencionada de la mezcla de asfalto preparada a partir de los mismos y el mayor potencial para reducir la temperatura en la produccion e instalacion de asfalto. Esto reduce ventajosamente el consumo de energia y las emisiones (vapores y aerosoles del betun). La viscosidad esta al menos reducida a la mitad en comparacion con la tecnica anterior.

[0117] Tambien se ha observado sorprendentemente en la modificacion 5) y 6) con los materiales a granel hinchados activados que se alcanzo una viscosidad esencialmente constante despues de un tiempo de agitacion de aproximadamente 100 minutos. Una viscosidad constante representa ventajas de procesamiento y logisticas significativas para el uso adicional del betun modificado, ya que la ventana de tiempo con una viscosidad constante, es decir, la proporcion requerida de hinchamiento y solo una ligera dilucion del caucho, se aumenta muchas veces. El betun modificado se puede utilizar entonces en la produccion de asfalto durante un periodo de tiempo mucho mas largo. Esto simplifica la logistica, y las propiedades deseadas del aglutinante modificado que se pueden lograr de forma mas fiable, reduciendo significativamente el riesgo de tener que volver y evaluar de nuevo lotes que se han vuelto inutilizables debido a la disolucion excesiva del caucho.

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[0118] La figura 2 muestra los efectos de las modificaciones en el punto de ablandamiento de anillo y la bola del asfalto. Un alto punto de ablandamiento representa una buena resistencia a la deformacion y estabilidad a altas temperaturas en verano. En comparacion con la modificacion de caucho segun lo anterior 1), es decir, la tecnica anterior, el uso de particulas de caucho activadas solo con el agente de hinchamiento en las modificaciones 3) y 4) reduce desventajosamente el punto de ablandamiento. Por el contrario, el uso de materiales a granel activados producidos con agentes de hinchamiento y cera en las modificaciones 5) y 6) provoco ventajosamente un fuerte aumento del punto de ablandamiento.

[0119] La figura 3 muestra los efectos de las modificaciones sobre las propiedades de flujo del betun. En el metodo de ensayo Sabita BR 4 T, el betun modificado con caucho se soporta sobre una placa metalica inclinada de 35 a 60 °C. La trayectoria de flujo se mide despues de 4 horas. En comparacion con la modificacion de caucho convencional segun lo anterior 1), el uso de particulas de caucho activadas solo con el agente de hinchamiento amplio la trayectoria de flujo. Esto se correlaciona con la viscosidad reducida. La modificacion del material a granel activado con agente de hinchamiento y cera producida de acuerdo con la presente invencion en las modificaciones tales como 5) y 6) impidio completamente el flujo. Esto es especialmente notable porque la viscosidad es al mismo tiempo al menos reducida a la mitad en el intervalo de temperatura en el que se procesa y se aplica el betun modificado.

[0120] Estas explicaciones tambien proporcionan evidencia de que la invencion es un proceso uniforme, partiendo del proceso para producir un material a granel de aglomerados que incluyen particulas de caucho y cera, a traves de la composicion del aglomerado producido segun el proceso, hasta el uso de este material a granel para la produccion de asfalto o materiales bituminosos con propiedades mejoradas.

[0121] La invencion que se ha descrito anteriormente satisface el objetivo perseguido sobre el producto final, tal como asfalto o materiales bituminosos, como resultado del metodo proporcionado para la preparacion de un material a granel de aglomerados, el producto intermedio proporcionado de la composicion del aglomerado producido de acuerdo con el proceso y el uso de este material a granel para la produccion de asfalto o materiales bituminosos con propiedades mejoradas. El elemento estructural esencial y recien combinado de "particulas de caucho y cera" con sus sorprendentes propiedades y efectos novedosos representa un innovador y estrecho contexto tecnico y funcional hasta el producto final.

Aplicabilidad industrial

[0122] En comparacion con las soluciones conocidas, analizadas inicialmente, tal como se desvela en

- el documento EP 1 873 212 B1, segun la cual la modificacion del polvo de caucho tiene lugar por hinchamiento con el 2-40 % de aceites aromaticos y la posterior modificacion del betun en el proceso humedo, y el pre-hinchamiento reduce la temperatura y el tiempo de mezclado en la modificacion del betun;

- los documentos WO/1997/026299 y DE 196 01 285 A1, en los que se describe un granulado de flujo libre hecho del 50-95 % de caucho y betun o plastico polimerico (elastomeros termoplasticos o plastomeros), cuyos componentes se distribuyen uniformemente a temperaturas >130 °C al exponerse a fuerzas de cizalladura, en los que pueden incluir hasta el 25 % de aditivos (azufre, aceleradores de la vulcanizacion, aceite pesado, acidos grasos, fibras de celulosa), y el granulado se produce a partir de un material que se homogeneiza/se combina quimicamente en una amasadora a altas temperaturas, o puede producirse comprimiendo los componentes individuales a baja temperatura (molino de muelas, disco perforado), para producir una mezcla de asfalto de caucho para pavimentos de carreteras por adicion del granulado en un proceso de mezcla de asfalto a los minerales o al betun;

- el documento Usw712 A1 para la preparacion de granulos de cal hidratados para su uso en la produccion de asfalto y/o acondicionamiento del suelo por granulacion de la cal hidratada con un aglutinante (del 0,5 al 69 %), en el que la cal hidratada se utiliza para mejorar la resistencia al agua del asfalto. Metodo para la preparacion de granulos de cal hidratada para su uso en la produccion de asfalto y/o acondicionamiento del suelo. Granulacion de la cal hidratada con un aglutinante (0,5 al 69 %), en la que la cal hidratada se utiliza para mejorar la resistencia al agua del asfalto y tambien la adhesion del aglutinante sobre los minerales. El caucho y la cera pueden funcionar en esta solicitud como un aglutinante, el aglutinante puede ser a base de agua o hidrofobo, y puede contener al menos uno de los componentes, tal como betun, plastomeros, elastomeros, caucho, caucho de neumatico triturado, caucho de neumatico triturado pre-reaccionado, el granulo puede contener hasta un 30 % de un aditivo (destilado de petroleo crudo alifatico, plastomeros, elastomeros, caucho, caucho de neumatico pre-reaccionado), y puede incluir ademas como un componente adicional de modificadores de reologia, aditivos estructurales, disolventes, tintes. Ademas se mencionan aceites y ceras como aglutinantes organicos para el granulo, y el granulo puede consistir en un nucleo de cal hidratada y una envoltura del aglutinante, y la envoltura puede consistir en betun y ceras de alta temperatura;

- el documento WO 94/14896/CA 2152774 para la preparacion de una composicion bituminosa, en la que

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las particulas de caucho de los neumaticos usados se hinchan por calentamiento y cizalladura en un aceite de hidrocarburo altamente aromatico y al menos parcialmente despolimerizado, y este material se dispersa en betun, y se puede anadir un compatibilizador (caucho liquido) y, si es necesario, un agente de reticulacion, para obtener un aglutinante estable al almacenamiento, despues de lo cual se forma un lote maestro con un caucho estabilizado dispersado al 25-80 % en betun con cargas y polimeros en un granulo;

- el documento DE 601 21 318 T2 para la preparacion de un material de caucho granulado y su utilizacion en betun con granulos de caucho, por ejemplo de neumaticos usados, y un adhesivo termico (poliolefinas, por ejemplo PE, PP, EVA) con la adicion opcional de fibras en un proceso de extrusion, en el que el calor de 80-300 °C generado por friccion funde el adhesivo termoplastico;

- el documento DE 44 30 819 C1, en el que se anaden caucho y carbon activado para producir mezclas bituminosas, en particular asfalto de carretera, y el carbon activado reduce las emisiones de vapor/gaseosas producidas durante la produccion de asfalto caliente y la elucion de sustancias peligrosas a traves del agua en asfalto frio producido con asfalto reciclado que contiene alquitran, y en el que el caucho se anade a los minerales calientes antes del betun, ya sea junto con o por separado del carbon activado, o mezclado previamente con el betun;

- el documento CH 694 430 A5 con un asfalto colado con la adicion de granulado de caucho, preferiblemente de neumaticos usados, en el que la menor densidad del granulado de caucho en comparacion con el asfalto colado conduce a una acumulacion en la superficie de la capa de asfalto, con la finalidad de hacer la superficie mas elastica, para reducir el ruido, mejorar las propiedades antideslizantes del asfalto colado;

la invencion proporciona las ventajas de que

- Los granulos hinchados introducen un componente de cera adicional que reduce la viscosidad (ventajas para el procesamiento, compactacion fiable, ahorro de energia, reduccion de emisiones) y aumenta la resistencia del asfalto contra la deformacion a temperatura ambiente;

- las particulas de caucho se activan por hinchamiento y las propiedades del asfalto se mejoran a traves de la intensa interaccion con el betun,

- el hinchamiento previo a la aglomeracion impide la eliminacion de constituyentes oleosos del betun cuando el caucho en el asfalto se hincha, provocando el endurecimiento del betun,

- el polioctenamero opcional aumenta la compatibilidad del caucho y el betun por reticulacion quimica,

- no se utilizan aceites aromaticos nocivos para la salud/medio ambiente; en su lugar, se utilizan aceites minerales naftenicos seguros, aceites minerales parafinicos, aceites lubricantes reciclados, parafinas de la sintesis Fischer-Tropsch o aceites naturales renovables, y

- el producto de acuerdo con la invencion esta disponible en forma aglomerada que puede ser facil y seguro (explosiones de polvo) de almacenar, transportar y distribuir con sistemas normalmente presentes en las plantas mezcladoras de asfalto (transporte neumatico, transportador sinfin), de modo que sea adecuado para la adicion directa en la mezcladora de asfalto y reduzca los costes (tiempo, energia, inversion para la planta de modificacion) de la modificacion del betun de la tecnica anterior,

por lo que puede preverse un amplio uso comercial.

Claims (23)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un proceso para preparar material a granel de aglomerados que contiene particulas de caucho y ceras seleccionadas que tienen un punto de solidificacion por encima de 50 °C del grupo de parafinas de petroleo, parafinas Fischer-Tropsch, ceras de amida, ceras de montana, ceras polimericas, y esteres de glicerol por pre- reaccion de hinchamiento de las particulas de caucho y una adicion de cera, comprendiendo el proceso las etapas de

   a) activacion del caucho por hinchamiento a un minimo de 83 °C hasta un maximo de 120 °C y el uso de un agente de hinchamiento de aceites minerales naftenicos o parafinicos, aceites lubricantes reciclados, aceites naturales o parafinas que se funden a 20-40 °C de la sintesis de Fischer-Tropsch, excluyendo aceites ricos en aromaticos,

   b) adicion de un material fundido de cera que se funde por encima de 50 °C que tiene un efecto reductor de la viscosidad sobre el betun, en el que, por el aumento del consumo de corriente (medicion de gradiente) de la mezcladora a aprox. 85 °C, se detecta la fusion de la cera y el proceso de mezcla se detiene, y del polioctenamero opcional a las particulas de caucho activadas por hinchamiento,

   c) aglomeracion de las particulas de caucho activadas por hinchamiento con la cera reductora de la viscosidad y materiales potenciadores de la adhesion opcionales como resinas o poliisobutenos mezclando la amalgama o por la accion de una presion de tal manera que el agente de hinchamiento penetre en los espacios entre las moleculas de caucho y separe las moleculas y las fuerzas fisicas de atraccion se reduzcan o se interrumpan, en el que

   d) por el mayor volumen que conduce a una reduccion de la viscosidad y el ablandamiento, tiene lugar en el aglomerado una humectacion mas intima y homogenea con la cera, asi como una mayor estabilidad de la reticulacion de las moleculas de caucho entre si.
2. 2. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por el uso de particulas de caucho puro obtenidas a temperatura ambiente a partir de fracciones de cribado generadas mecanicamente.
3. 3. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por el uso de particulas de caucho puro obtenido criogenicamente de fracciones de cribado generadas mecanicamente.
4. 4. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por el uso de particulas de caucho puro obtenido tanto a temperatura ambiente como criogenicamente a partir de fracciones de cribado generadas mecanicamente.
5. 5. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por la formacion de una capa en las particulas de caucho activadas por hinchamiento, que esta causada por la adicion de cera.
6. 6. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por la adicion de una fraccion de cera del 1 -50 % en peso del material fundido de cera con respecto a la fraccion de las particulas de caucho.
7. 7. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por la adicion de una fraccion de cera del 25 - 35 % en peso del material fundido de cera con respecto a la fraccion de las particulas de caucho.
8. 8. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por la adicion de polioctenamero con una fraccion del 1 -50 % en peso en el material fundido de cera.
9. 9. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por la adicion de polioctenamero con una fraccion del 25-35 % en peso en el material fundido de cera.
10. 10. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por la adicion de 0,1 - 5 % en peso de materiales potenciadores de la adhesion, tales como resinas o poliisobutenos, para intensificar la aglomeracion.
11. 11. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por la adicion del material fundido de cera a las particulas de caucho a activar por hinchamiento en aprox. 2 - 3 min.
12. 12. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el uso de los aglomerados en la preparacion de asfaltos y materiales bituminosos por adicion directa en una planta mezcladora para mezclas asfalticas o materiales bituminosos.
13. 13. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por la amalgama de mezcla en un granulo por medio de

    a) un mezclador mecanico caliente,

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    b) un proceso de compresion con un molino de muelas y una matriz de conformacion,

    c) un proceso de extrusion, o

    d) un mezclador generador de calor materializado como una mezcladora de friccion, una mezcladora de fluido o una turbomezcladora.
14. 14. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por la adicion de las particulas de caucho con cera y la formacion de aglomerados en dos etapas de proceso sucesivas.
15. 15. Aglomerado preparado por el proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en particular granulos, de particulas de caucho y cera, que comprende

    a) particulas de caucho con una distribucion del tamano de particula entre 0,05 y 5 mm,

    b) un material fundido de cera que recubre las particulas de caucho con una fraccion del 1-50 % en peso con respecto a una fraccion de caucho, y

    c) un agente de hinchamiento absorbido en las particulas de caucho en un intervalo del 1 % y el 100 % de la cantidad absorbible maxima del agente de hinchamiento.
16. 16. Aglomerado de acuerdo con la reivindicacion 15, caracterizado por su preparacion como un material a granel con una superficie seca en 15 min, mediante procesos de mezcla o aglomeracion.
17. 17. Un proceso para preparar asfalto o un material mixto con un material bituminoso o un material bituminoso usando un material a granel de aglomerados preparados de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 14 y aglomerados de acuerdo con la reivindicacion 15 o 16, caracterizado por que, durante la mezcla, el agente de hinchamiento penetra en los espacios entre las moleculas de caucho, las moleculas se separan y las fuerzas fisicas de atraccion se reducen o se interrumpen, en el que se produce una reduccion de la viscosidad que permanece estable en el material mixto durante hasta 180 min y, con la reduccion de la viscosidad eficaz durante este periodo, se obtienen un aumento de la estabilidad de la reticulacion de las moleculas de caucho entre si despues de la incorporacion de los aglomerados, y una estabilidad de tal preparacion que dura hasta 180 min.
18. 18. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 17, caracterizado por que, para reducir las temperaturas en la preparacion y aplicacion del asfalto, los aglomerados se anaden directamente con una fraccion del 1-30 % en peso con respecto a la fraccion del betun, antes, durante o despues de la adicion del betun en la mezcladora de asfalto.
19. 19. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 17 o 18, caracterizado por la adicion directa de los aglomerados con una fraccion del 5-30 % en peso.
20. 20. Un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado por que

    a) la adicion se realiza de 3 a 15 segundos antes de la adicion del betun,

    b) debido al aumento de la temperatura y el aumento de las fuerzas de cizalladura, los aglomerados se desintegran rapidamente y las particulas de caucho se pre-distribuyen dentro de este periodo, activandose termicamente el caucho,

    c) el calor licua la cera en el proceso de mezcla y libera rapidamente las particulas de caucho activadas,

    d) las particulas de caucho activadas por el pre-hinchamiento producen una interaccion mas intensa, tal como un revestimiento con el betun, y

    e) la temperatura de mezcla se ajusta en un intervalo de 130 a 190 °C.
21. 21. Mezcla de asfalto o material mixto con material bituminoso o material bituminoso, preparados por el proceso de acuerdo con las reivindicaciones 17 a 20, caracterizados por

    a) una temperatura de extendido de 120 a 230 °C,

    b) un grado de compactacion en un intervalo del 98 al 103 %,

    c) una resistencia a la traccion por hendimiento en un intervalo de 1,70 a 3,00 N/mm2,

    d) una resistencia a la traccion por hendimiento despues del almacenamiento en agua en un intervalo de 1,50 a 2,50 N/mm2, y

    e) una resistencia a la deformacion, medida como una tasa de elongacion en un ensayo de compresion uniaxial en un intervalo de 0,6 a 0,9*10-4/n %».
22. 22. Mezcla de asfalto o material mixto con material bituminoso o material bituminoso de acuerdo con la reivindicacion 21, caracterizada por una reduccion de la viscosidad del material bituminoso con respecto a su viscosidad inicial realizada debido a la cooperacion del agente de hinchamiento y la cera con una estabilidad de la reduccion de la viscosidad en la mezcla que dura hasta <180 min y un aumento de la estabilidad de la reticulacion de las moleculas de caucho, asi como la estabilidad de la mezcla de asfalto o el material mixto con material

    20

    bituminoso o el material bituminoso.
23. 23. Uso de materiales bituminoso con aglomerados de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 16 para un tratamiento superficial de las vias de circulacion mediante la aplicacion por pulverizacion de los materiales bituminosos y la 5 aplicacion de materia mineral.