ES2893607T3 - Composiciones asfálticas para aplicaciones de techado, métodos para preparar las mismas y material asfáltico cargado que comprende las mismas - Google Patents

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Abstract

Una composición asfáltica para uso en aplicaciones de techado, que comprende: asfalto base no oxidado; y una poliolefina de bajo peso molecular presente en una cantidad de 0,1 a 1,8% en peso en base al peso total de la composición asfáltica, en donde dicha composición asfáltica tiene un punto de ablandamiento de 87,8 a 160 °C (190 a 320 °F), y una penetración mayor que 12 deci-milímetros (dmm, o 0,1 mm) a 25 °C, y en donde la poliolefina de bajo peso molecular tiene una cristalinidad de 30 a 100 por ciento (%).

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones asfálticas para aplicaciones de techado, métodos para preparar las mismas y material asfáltico cargado que comprende las mismas
Campo técnico
El campo técnico se refiere en general a composiciones asfálticas, métodos para preparar composiciones asfálticas y composiciones que comprenden composiciones asfálticas. Más particularmente, el campo técnico se refiere a composiciones asfálticas para aplicaciones de techado, métodos para preparar las mismas y material asfáltico cargado que comprende las mismas.
Antecedentes
El asfalto, o betún, habitualmente se recoge o sintetiza y se refina para su uso en aplicaciones de pavimentación y techado. El tipo de asfalto adecuado para aplicaciones de pavimentación se denomina habitualmente "asfalto de grado de pavimentación" o "asfalto de pavimentación" o "cemento asfáltico". El asfalto adecuado para aplicaciones de techado se conoce habitualmente como "fundente de techado", "asfalto fundente" o simplemente "fundente". En general, el asfalto de pavimentación es más duro que el fundente de techado. De hecho, el fundente de techado es inicialmente demasiado blando para ser utilizado, especialmente para la fabricación de tejas para techado. Más bien, se aplica un procedimiento llamado "soplado de aire" u "oxidación" al fundente de techado para hacerlo más duro y, por lo tanto, más adecuado para aplicaciones de techado. El producto de tales procedimientos de soplado de aire se denomina "revestimiento soplado" o "asfalto oxidado" o "betún oxidado", y es adecuado para su uso en la preparación de productos para techado, tales como tejas para techado.
Para aplicaciones de techado, el asfalto fundente oxidado puede aplicarse directamente a la estructura del techo, y el agregado se extiende y se presiona en el asfalto para formar un techo construido. Alternativamente, el asfalto fundente o el asfalto fundente oxidado pueden revestirse sobre fibra de vidrio, poliéster u otro material en forma de hoja para formar una membrana o teja. También puede mezclarse una carga inorgánica, tal como una carga mineral, con el asfalto fundente o el asfalto fundente oxidado para aplicaciones de techado. Pueden añadirse al asfalto componentes adicionales, tales como material reciclado, aditivos de rendimiento o combinaciones de los mismos.
La resistencia y durabilidad de los materiales asfálticos dependen de varios factores, que incluyen las propiedades de los materiales utilizados y las condiciones ambientales a las que está expuesto el material asfáltico. Los materiales asfálticos convencionales adolecen de diversos inconvenientes debido a la exposición a las condiciones ambientales, tales como, por ejemplo, el desarrollo de sangrado de aceite. El sangrado de aceite puede afectar a la adhesión entre las membranas impermeables y entre la membrana impermeable y las cubiertas del edificio. El sangrado de aceite también puede aparecer como manchas de aceite en la superficie, que son estéticamente indeseables para los usuarios finales. También hay una tendencia, en climas cálidos cuando el producto asfáltico para techado no tiene suficiente resistencia al calor, a que la superficie y/o la capa de revestimiento trasero de un producto asfáltico instalado se ablanden y se deslicen, dejando de este modo partes del techo desprotegidas.
Para mejorar la resistencia de los materiales asfálticos a estos y otros problemas, pueden añadirse diversos materiales a las composiciones asfálticas antes de su uso en productos para techos. El documento US 2014/069297 da un ejemplo de una composición tal. Por ejemplo, pueden incorporarse a los materiales asfálticos aditivos de rendimiento a alta temperatura, por ejemplo, plastómeros y/o elastómeros, y/o aditivos de rendimiento a baja temperatura, por ejemplo, aceites de proceso. Los aditivos de rendimiento a alta temperatura tienden a aumentar el módulo del material asfáltico a temperaturas más altas para resistir la deformación permanente y la fluencia, mientras que los aditivos de rendimiento a baja temperatura tienden a aumentar la flexibilidad y ductilidad del material asfáltico a temperaturas más bajas para resistir la fragilidad y el agrietamiento. Si bien la industria del techado continúa sus esfuerzos para desarrollar un equilibrio entre estas dos categorías de aditivos, el deslizamiento de los productos para techos sigue siendo un desafío para la industria del techado. Además, ningún tipo de aditivo aborda la necesidad de resistencia al sangrado de aceite.
Por consiguiente, es deseable proporcionar composiciones asfálticas para producir productos para techado con una resistencia mejorada al sangrado de aceite y una mayor resistencia al calor. También es deseable proporcionar métodos para preparar tales composiciones asfálticas. Además, es deseable proporcionar materiales asfálticos cargados que comprendan tales composiciones asfálticas. Los rasgos y características beneficiosas adicionales de las composiciones asfálticas resultarán evidentes a partir de la descripción detallada y los ejemplos posteriores.
Compendio
Se proporciona una composición asfáltica para uso en aplicaciones de techado que comprende: asfalto base no oxidado y una poliolefina de bajo peso molecular presente en una cantidad de 0,1 a 1,8% en peso en base al peso total de la composición asfáltica. La composición asfáltica tiene un punto de ablandamiento de 87,8 a 160 °C (190 a 320 °F) y una penetración mayor que 12 deci-milímetros (dmm o 0,1 mm). La poliolefina de bajo peso molecular tiene una cristalinidad de 30 a 100 por ciento (%).
Otra realización ilustrativa proporciona un material asfáltico cargado para uso en aplicaciones de techado, que comprende: una composición asfáltica presente en una cantidad de aproximadamente 30 a aproximadamente 99% en peso del material asfáltico cargado y una carga inorgánica, materiales asfálticos reciclados o una combinación de los mismos, que están presentes en una cantidad total de 1 a 70% en peso del material asfáltico cargado. La composición asfáltica comprende asfalto base no oxidado y una poliolefina de bajo peso molecular que está presente en una cantidad de 0,1 a 1,8% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, en donde dicha composición asfáltica tiene un punto de ablandamiento de 87,8 a 160 °C (190 y 320 °F) y una penetración mayor que 12 deci-milímetros (dmm o 0,1 mm). La poliolefina de bajo peso molecular tiene una cristalinidad de 30 a 100 por ciento (%).
También se describe en el presente documento, pero no se reivindica, un método para preparar una composición asfáltica para su uso en aplicaciones de techado. El método comprende la etapa de combinar una poliolefina de bajo peso molecular y una base asfáltica no oxidada a una temperatura elevada para formar la composición asfáltica, en donde la poliolefina de bajo peso molecular está presente en una cantidad de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 15% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica. La poliolefina de bajo peso molecular tiene una cristalinidad de aproximadamente 30 a aproximadamente 100 por ciento (%). Además, la composición asfáltica tiene un punto de ablandamiento de aproximadamente 87,8 a aproximadamente 160 °C (aproximadamente 190 y aproximadamente 320 °F) y una penetración mayor que aproximadamente 12 deci-milímetros (dmm, o 0,1 mm).
Descripción detallada
La siguiente descripción es meramente ilustrativa y no pretende limitar la invención o la aplicación y usos de la invención. Además, no hay ninguna intención de estar vinculado a ninguna teoría presentada en los antecedentes anteriores o la siguiente descripción.
Las diversas realizaciones contempladas en el presente documento se refieren a composiciones asfálticas que tienen una resistencia mejorada al sangrado de aceite y propiedades mejoradas de resistencia al calor que son adecuadas para producir productos para techado. Dichos productos para techado incluyen, sin limitación, tejas para techado, membranas para techado (también conocidas como techado en rollo) y membranas impermeables para diversas aplicaciones de construcción (túneles, edificios comerciales y residenciales, etc.). En una realización ilustrativa, la composición asfáltica comprende una base de asfalto no oxidada y una pequeña cantidad de poliolefina de bajo peso molecular. Es notable que la presencia de poliolefina de bajo peso molecular en la composición asfáltica aumenta la resistencia al sangrado del aceite y mejora las propiedades de resistencia al calor, pero generalmente no interfiere de manera negativa con otras propiedades importantes de los productos para techado, tales como la flexión en frío, el punto de ablandamiento, la penetración y la viscosidad, incluso cuando la composición asfáltica contiene otros componentes tales como carga inorgánica, material reciclado, aditivos de rendimiento o combinaciones de los mismos. Además, se proporciona un material asfáltico cargado que comprende la composición asfáltica mencionada anteriormente, así como una carga inorgánica, material reciclado o combinaciones de los mismos. También pueden incluirse otros aditivos bien conocidos tales como aceites, plastificantes, antioxidantes y similares. También se proporciona un método para producir las composiciones asfálticas y los materiales asfálticos cargados.
Sin pretender estar vinculado a ninguna teoría, se cree que el sangrado de aceite o la decoloración de los productos asfálticos para techado se producen principalmente cuando las fracciones oleosas de bajo peso molecular del producto para techado migran a la superficie del producto asfáltico para techado. Esto puede dar como resultado la pérdida de adherencia entre las membranas impermeables y entre la membrana impermeable y la cubierta del edificio. Estos aceites de bajo peso molecular también pueden ser adsorbidos por gránulos de techado (por ejemplo, carga o agregado) que están incrustados en la superficie superior del producto para techado y provocan la decoloración de los gránulos de techado. Los productos asfálticos para techado con gránulos descoloridos son estéticamente inaceptables para los usuarios finales y, por lo tanto, no se pueden utilizar. Por lo tanto, se desperdicia una cantidad significativa de material asfáltico para techado. A veces, la pérdida de adhesión o la decoloración de los gránulos se producen después de que se instaló el producto para techado y, como resultado, todo el techo debe ser retirado y reemplazado. Este tipo de sangrado de aceite o decoloración da como resultado tanto el desperdicio de materia prima como una cantidad significativa de reclamaciones de garantía, lo que disminuye la rentabilidad para los fabricantes de techos. Una medida de la resistencia de una composición asfáltica al desarrollo de sangrado de aceite o decoloración se conoce como índice de manchas, y puede medirse mediante cualquier método estándar, tal como ASTM D2746. Se ha encontrado que las composiciones asfáltica que tienen un índice de manchas, medido utilizando el método ASTM D2746, menor que aproximadamente 50 son algo resistentes, pero no especialmente, a las manchas de aceite con el tiempo cuando se utilizan en productos asfálticos para techado. De manera similar, las composiciones asfálticas que tienen un índice de manchas menor que aproximadamente 40, o incluso menos que aproximadamente 30, son incluso más resistentes a las manchas de aceite y, por lo tanto, son ventajosas sobre las que tienen un índice de manchas de solo menos que aproximadamente 50. Las composiciones asfálticas para ser utilizadas para producir productos asfálticos para techado que tienen un índice de manchas menor que 20 son incluso más ventajosas, y las composiciones asfálticas que tienen un índice de manchas menor que 15 tienen la mayor resistencia a las manchas de aceite y son las más ventajosas para los productos asfálticos para techado.
La característica de resistencia al calor de una composición asfáltica puede cuantificarse midiendo el movimiento lineal del revestimiento de la muestra de composición asfáltica suspendida y calentada (aproximadamente 90-110 °C), en relación con la estera estacionaria de refuerzo de fibra, típicamente en milímetros (mm). Por lo tanto, es deseable una mayor resistencia al calor para los productos asfálticos para techado, porque dicha resistencia está indicada por un menor movimiento y deslizamiento. Más particularmente, se entiende que, sin carga mineral, un valor de deslizamiento menor que aproximadamente 20 mm indicaría una resistencia mínima, pero alguna, al movimiento y deslizamiento para los productos asfálticos para techado que contienen la composición asfáltica en condiciones de clima cálido. Además, es deseable que la composición asfáltica tenga un valor de deslizamiento menor que aproximadamente 15 mm, o incluso más deseablemente menos que aproximadamente 10 mm, o más deseablemente menos que aproximadamente 5 mm, para que sea aceptable para su uso en productos asfálticos para techado tales como tejas para techado, membranas para techado y membranas impermeables. Para composiciones asfálticas con carga, el valor de deslizamiento más beneficioso es menos que 2 mm.
De manera similar, como será familiar y entendido por los expertos en la técnica, otras características de las composiciones asfálticas destinadas al uso en productos asfálticos para techado son importantes, cuantificadas y controladas. Por ejemplo, la temperatura de flexión en frío es la temperatura mínima a la que una muestra de composición asfáltica no se romperá ni se fracturará al doblarse. Para que las composiciones asfálticas sean útiles para aplicaciones de techado, las temperaturas de flexión en frío aceptables son de aproximadamente -20 °C (-4 °F) o menos para la membrana de betún para techado modificada con SBS, y de -5 °C (23 °F) o menos para la membrana de betún para techado modificada con polipropileno atáctico (APP). Para las tejas para techado en los Estados Unidos, las temperaturas de flexión en frío aceptables son de aproximadamente 25 °C (77 °F).
Además, las composiciones asfálticas no tienen puntos de fusión nítidos, sino más bien un intervalo de temperaturas dentro del cual los materiales comienzan y continúan ablandándose sin fundirse. Es beneficioso conocer los intervalos de temperatura en los que las composiciones asfálticas se volverán demasiado blandas para ser utilizadas en la construcción y la fabricación y, por lo tanto, el punto de ablandamiento de una composición asfáltica es una característica importante que debe medirse. Las composiciones asfálticas adecuadas para su uso en aplicaciones y productos para techado deben tener un punto de ablandamiento de 87,8 a 160 °C (190 a 320 °F). Se desea que la composición asfáltica tenga un punto de ablandamiento, en °C, de al menos aproximadamente 90,6, 93,3, 96,1,98,9, 101,7, 104,4, 110, 112,8, 115,6, 121,1 o 126,7 °C (es decir, al menos aproximadamente 195, 200, 205, 210, 215, 220, 230, 235, 240, 250 o 260 °F, respectivamente), e independientemente, en °C, no mayor que aproximadamente 157,2, 154,4, 151,7 o 148,9 (315, 310, 305 o 300 °F, respectivamente).
El ensayo de penetración proporciona una medida de la consistencia de un material asfáltico a una temperatura determinada. La consistencia es función de los tipos de componentes químicos del asfalto y sus cantidades relativas en el asfalto, que están determinados por la fuente de petróleo y el método de procesamiento en la refinería. La penetración se mide utilizando una aguja estándar que se lleva a la superficie de la muestra de asfalto, en ángulo recto, y se deja penetrar en el asfalto durante un período de 5 segundos, mientras que la temperatura de la muestra se mantiene en cierto valor, tal como 25 °C. La penetración se mide en décimas de milímetro (deci-milímetro, 0,1 mm, dmm) y cuanto más profundamente penetra la aguja en la muestra de asfalto, mayor es el valor reportado y más blando es el asfalto.
Además, las composiciones asfálticas destinadas al uso en productos asfálticos para techado pueden tener un valor de penetración, a 25 °C, mayor que 12 dmm. Se desea que la composición asfáltica tenga un valor de penetración, en dmm, mayor que aproximadamente 15, 20 o 25, e independientemente, no mayor que aproximadamente 75, 70, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25 o 20.
Las características ventajosas de punto de ablandamiento (SP) y de penetración (PEN) de las composiciones asfálticas pueden reportarse juntas, como características complementarias. Por ejemplo, sin limitación, una composición asfáltica como se contempla en el presente documento para su uso en aplicaciones de techado con asfalto puede tener un SP de 87,8 a 160 °C (190 a 320 °F) con un PEN mayor que 12 dmm, a 25 °C, o un SP de 87,8 a aproximadamente 112,8 °C (190 a aproximadamente 235 °F) con un PEN mayor que aproximadamente 15 dmm, o un SP de aproximadamente 90,6 a aproximadamente 104,4 °C (aproximadamente 195 a aproximadamente 220 °F) con un PEN entre aproximadamente 15 y 40 dmm, o un SP de aproximadamente 93,3 a aproximadamente 96,1 °C (aproximadamente 200 a aproximadamente 215 °F) con un PEN de aproximadamente 15 a aproximadamente 25 dmm. En algunas realizaciones, la composición asfáltica tendrá un SP de 87,8 a 160 °C (190 a 320 °F) con un PEN, a 25 °C, de aproximadamente 15 a aproximadamente 26 dmm, o un SP de aproximadamente 98,9 a aproximadamente 148,9 °C (aproximadamente 210 a aproximadamente 300 °F) con un PEN, a 25 °C, de aproximadamente 20 a aproximadamente 50 dmm, o incluso un SP de aproximadamente 121,1 a aproximadamente 160 °C (aproximadamente 250 a aproximadamente 320 °F) con un PEN de aproximadamente 15 a aproximadamente 40 dmm, para que sea adecuada para su uso en productos y aplicaciones de techado con asfalto.
Como se señaló anteriormente, la composición asfáltica contemplada en el presente documento comprende un asfalto base no oxidado y una poliolefina de bajo peso molecular. Todos los tipos de asfalto, de origen natural, fabricado sintéticamente y modificado, pueden utilizarse de acuerdo con las composiciones asfálticas contempladas en el presente documento. El asfalto de origen natural incluye asfalto de roca nativa, asfalto de lago y similares. El asfalto fabricado sintéticamente es a menudo un subproducto de las operaciones de refinado del petróleo, e incluye asfalto soplado con aire (oxidado), asfalto mezclado, asfalto agrietado, residual o reciclado, asfalto de petróleo, asfalto de propano, asfalto de destilación directa, asfalto térmico y similares. El asfalto modificado incluye asfalto base (por ejemplo, asfalto puro o sin modificar que puede ser de origen natural o fabricado sintéticamente) modificado con elastómeros, plastómeros o diversas combinaciones de estos.
El sistema de clasificación de Grado de Rendimiento (PG) del asfalto clasifica las composiciones asfálticas utilizadas en productos asfálticos en base al rendimiento de la composición asfáltica a diferentes temperaturas. Una composición asfáltica que tiene una clasificación PG de aproximadamente 64-22, por ejemplo, significa que la composición asfáltica puede utilizarse en un clima donde el producto final del pavimento alcanza temperaturas tan altas como 64 °C y tan bajas como -22 °C. Las temperaturas fuera del intervalo de PG de la composición asfáltica conducen generalmente al deterioro del producto asfáltico en el que se utiliza.
“Asfalto base”, como se emplea este término en el presente documento, es betún, o asfalto, que la ASTM define como un material cementoso de color marrón oscuro a negro en el que los constituyentes predominantes son betunes que se encuentran en la naturaleza o se obtienen en el procesamiento del petróleo. Los asfaltos contienen típicamente saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos.
El tipo de asfalto adecuado para aplicaciones de pavimentación se denomina habitualmente "asfalto de grado de pavimentación" o "asfalto de pavimentación" o "cemento asfáltico". El asfalto adecuado para aplicaciones de techado se conoce habitualmente como "fundente para techado", "asfalto fundente" o simplemente "fundente". En general, el asfalto de pavimentación es más duro que el fundente para techado, como lo indica su grado de penetración. El asfalto de pavimentación más utilizado tiene una penetración de alrededor de 50/70 o 60/90 dmm (0,1 milímetros) y, por otro lado, la penetración del fundente para techado es generalmente superior a 150-200 dmm. Por consiguiente, el fundente para techado no se utilizará directamente, especialmente para la fabricación de tejas para techado, porque es demasiado blando. Más bien, se aplica un procedimiento llamado "soplado de aire" al fundente para techado para hacerlo más duro y, por lo tanto, más adecuado para las aplicaciones de techado. Durante el procedimiento de soplado de aire, se burbujea aire a través del fundente para techado líquido y caliente durante un cierto período de tiempo (por ejemplo, de 2 a 8 horas). El oxígeno en el aire reacciona con el asfalto fundente, y de este modo su rigidez aumenta drásticamente, indicado por la penetración del fundente para techado, que cae de más que aproximadamente 150­ 200 dmm a aproximadamente 20 dmm. El producto de tales procedimientos de soplado de aire se denomina "revestimiento soplado" o "asfalto oxidado" o "betún oxidado" y es útil para fabricar productos para techado, tales como tejas para techado.
“Asfalto base no oxidado”, como se emplea este término en el presente documento, incluye asfalto base que no ha sufrido ni ha sido sometido a una etapa de oxidación, o soplado de aire, como el procedimiento que se ha descrito anteriormente. En otras palabras, el asfalto de grado de pavimentación o el asfalto de tipo fundente para techado se utiliza en las composiciones asfálticas contempladas en el presente documento sin realizar primero una etapa de soplado de aire para endurecerlo antes de combinarlo con la poliolefina de bajo peso molecular o carga inorgánica, material reciclado, aditivos de rendimiento, etc.
La adición de poliolefinas de bajo peso molecular a las composiciones asfálticas, en cantidades de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 15 por ciento en peso de la composición asfáltica, mejora la resistencia al sangrado de aceite y las propiedades de resistencia al calor de las composiciones asfálticas y de los productos para techado que incorporan tales composiciones asfálticas. "Poliolefina de bajo peso molecular", como se emplea este término en el presente documento, significa un polímero que contiene poliolefina, o una mezcla de dos o más polímeros que contienen poliolefina, cada uno de los cuales tiene un peso molecular medio ponderal (Mw) de aproximadamente 500 a aproximadamente 20.000 Dalton, y comprende de aproximadamente 80 a aproximadamente 100% en peso, en base al peso total de la poliolefina de bajo peso molecular, de uno o más monómeros olefínicos seleccionados de: etileno, propileno, buteno, hexeno y octeno. Por tanto, las poliolefinas de bajo peso molecular pueden ser homopolímeros que comprenden sólo un único tipo de monómero de olefina, o copolímeros que comprenden dos o más tipos de monómeros de olefina. Además, las poliolefinas de bajo peso molecular, como se emplea este término en el presente documento, incluyen, pero no se limitan a, ceras de poliolefinas, es decir, poliolefinas que son sólidas a temperatura ambiente o cerca de ella y tienen baja viscosidad cuando están por encima de su punto de fusión. Las poliolefinas de bajo peso molecular pueden estar funcionalizadas. Las poliolefinas funcionalizadas de bajo peso molecular pueden ser homopolímeros o copolímeros. Además, las poliolefinas funcionalizadas de bajo peso molecular comprenden uno o más grupos funcionales que incluyen, por ejemplo, sin limitación, un ácido, un éster, una amina, una amida, un éter y un anhídrido. Las poliolefinas de bajo peso molecular pueden estar funcionalizadas. Además, las poliolefinas de bajo peso molecular pueden estar oxidadas.
En una realización ilustrativa, la poliolefina de bajo peso molecular tiene un contenido de olefina de aproximadamente 50 a aproximadamente 100% en peso, en base al peso total de la poliolefina de bajo peso molecular. Se desea que la poliolefina de bajo peso molecular tenga un contenido de olefina en % en peso, en base al peso total de la poliolefina de bajo peso molecular, de al menos aproximadamente 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 o 95, e independientemente no mayor que aproximadamente 98, 95, 92, 90, 85, 80 o 75.
Como ya se mencionó, la poliolefina de bajo peso molecular tiene un Mw de aproximadamente 500 a aproximadamente 20.000 Dalton. Se desea que la poliolefina de bajo peso molecular tenga un Mw en Dalton de al menos aproximadamente 500, 1.000, 2.000, 3.000, 4.000, 5.000, 6.000 o 7.000, e independientemente, no mayor que aproximadamente 20.000, 18.000, 15.000, 12.000 o 10.000. Cuando la poliolefina de bajo peso molecular comprende una combinación de más de un tipo de poliolefina, el Mw de cada tipo de poliolefina en la combinación deberá estar individualmente dentro del intervalo antes indicado de aproximadamente 500 a aproximadamente 20.000 Dalton.
Por lo general, las poliolefinas de bajo peso molecular adecuadas incluyen, sin limitación, homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polipropileno, copolímeros de dos o más de etileno, propileno, buteno, hexano y octeno, derivados funcionalizados de dichos homopolímeros, derivados funcionalizados de dichos copolímeros o combinaciones de poliolefinas de bajo peso molecular no funcionalizadas y funcionalizadas.
Los ejemplos de poliolefinas de bajo peso molecular funcionalizadas adecuadas incluyen, sin limitación, polietileno maleado, polipropileno maleado, copolímeros de etileno ácido acrílico, copolímeros de etileno acetato de vinilo, polietileno oxidado, especialmente polietileno de alta densidad oxidado, y combinaciones de los mismos.
Una categoría de poliolefinas de bajo peso molecular adecuadas incluye ciertas poliolefinas HONEYWELL TITAN®, que incluyen homopolímeros de polietileno o polipropileno y están disponibles en el mercado en Honeywell International Inc., ubicada en Morristown, Nueva Jersey, EE. UU. Más particularmente, uno o más de las HONEYWELL TITAN® 8880, 8570, 8650, 8903 y 8822 son adecuadas para su uso como poliolefina de bajo peso molecular. En una realización ilustrativa, la poliolefina de bajo peso molecular comprende un polietileno funcionalizado de alta densidad tal como HONEYWELL TITAN® 8903.
En una realización ilustrativa, la poliolefina de bajo peso molecular está presente en la composición asfáltica en una cantidad de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 15 por ciento en peso (% en peso) de la composición asfáltica. Se desea que la poliolefina de bajo peso molecular esté presente en la composición asfáltica en una cantidad, en % en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, de al menos aproximadamente 0,1,0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,2, 1,5, 1,8, 2,0, 2,2, 2,5 o 3,0 e independientemente, no mayor que aproximadamente 15, 12, 10, 8, 6, 5, 4,5, 4,0, 3,5, 3,0, 2,5, 2, 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, 1,1 o 1. Por ejemplo, el contenido total de poliolefina de bajo peso molecular en la composición asfáltica puede ser de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10% en peso, o de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 7% en peso, o de aproximadamente 1 a aproximadamente 6% en peso, o de aproximadamente 2 a aproximadamente 5% en peso, o incluso de aproximadamente 0,5 a 2,0% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica.
En una realización ilustrativa, la composición asfáltica comprende un asfalto base no oxidado y una poliolefina de bajo peso molecular en una cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 6% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica. En tales realizaciones, la composición asfáltica puede comprender además, además del asfalto base, un segundo tipo de asfalto, tal como GILSONITE®, Lake Trinidad Asphalt, Buton Asphalt u otro asfalto que agregará dureza al asfalto base, en un cantidad de aproximadamente 5 a aproximadamente 20% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica. Por ejemplo, el segundo tipo de asfalto puede estar presente en la composición asfáltica en una cantidad de al menos 6, 7, 8 o 9% en peso e, independientemente, no mayor que aproximadamente 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11 o 10% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica. También en tales realizaciones, la composición asfáltica tiene un SP de 87,8 a 160 °C (190 a 320 °F), un PEN, a 25 °C, de 12 a aproximadamente 26 dmm, y un índice de manchas menor que aproximadamente 20. Por ejemplo, se desea en tales realizaciones que la composición asfáltica tenga un valor de penetración, en dmm, mayor que aproximadamente 14, 15 o 16 e, independientemente, no mayor que aproximadamente 25 o 24, tal como de aproximadamente 15 a aproximadamente 26, o de aproximadamente 16 a aproximadamente 24.
Los aditivos de rendimiento tales como plastómeros, elastómeros o ambos son bien conocidos en la industria para su uso en productos asfálticos para techado para expandir los intervalos de temperatura a los que dichos productos pueden utilizarse sin defectos o fallas graves. Las composiciones asfálticas pueden comprender uno o más aditivos de rendimiento, que están presentes en una cantidad total de aproximadamente 1 a aproximadamente 15% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica. Los ejemplos no limitantes de elastómeros adecuados para modificar el asfalto base no oxidado incluyen cauchos naturales o sintéticos, que incluyen caucho triturado de neumáticos (GTR), GTR desvulcanizado, caucho butílico, caucho de estireno/butadieno (SBR), terpolímeros de estireno/etileno/butadieno/estireno (SEBS), terpolímeros de polibutadieno, poliisopreno, etileno/propileno/dieno (EPDM), terpolímeros de etileno/acrilato de n-butilo/metacrilato de glicidilo y copolímeros de estireno/dieno conjugado de bloques o aleatorios, tales como, por ejemplo, estireno/butadieno, incluyendo copolímero de estireno/butadieno/estireno (SBS), estireno/ isopreno, estireno/isopreno/estireno (SIS) y copolímero de bloques de estireno/isopreno-butadieno. Los copolímeros de bloques pueden ser ramificados o lineales, y pueden ser un dibloque, tribloque, tetrabloque o multibloque.
En algunas realizaciones de las composiciones asfálticas contempladas y descritas en el presente documento, un elastómero puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 20% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el elastómero está presente en la composición asfáltica en una cantidad, en % en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, de al menos aproximadamente 1,2, 3, 5, 7, 8 o 9 e independientemente, no mayor que aproximadamente 15, 14, 13, 12, 11, 10 o 9. En una realización ilustrativa, el elastómero es un copolímero SBS y está presente en una cantidad de, por ejemplo, sin limitación, de aproximadamente 5 a aproximadamente 15% en peso, o de aproximadamente 6 a aproximadamente 13% en peso, o de aproximadamente 8 a aproximadamente 12% en peso, o de aproximadamente 8 a aproximadamente 11% en peso, o incluso de aproximadamente 9 a 10% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica. En realizaciones de la composición asfáltica para uso en aplicaciones de techado y productos que comprenden un copolímero de SBS, la cantidad de poliolefina de bajo peso molecular presente y que todavía proporciona beneficios de rendimiento puede ser tan pequeña como aproximadamente 2% en peso o menos, o incluso 1,2% en peso o menos, en base al peso total de la composición asfáltica.
Los ejemplos no limitantes de plastómeros adecuados para modificar el asfalto base, por ejemplo, para rendimiento a alta temperatura, incluyen poliolefinas termoplásticas que se ablandan cuando se calientan pero solo se funden a temperaturas significativamente más altas, tales como polietileno, polietileno oxidado, polipropileno, polipropileno oxidado y poliolefinas funcionalizadas tales como como polietileno maleado, polipropileno maleado, copolímeros de etileno ácido acrílico y similares.
En una realización ilustrativa, se proporciona un material asfáltico cargado útil para producir productos para techado y que contiene la composición asfáltica descrita anteriormente. Dicho material asfáltico cargado comprende la composición asfáltica descrita anteriormente y una carga inorgánica, materiales asfálticos reciclados o una combinación de los mismos. Los materiales asfálticos reciclados adecuados para su inclusión en el material asfáltico cargado contemplado y descrito en el presente documento incluyen, sin limitación, pavimento de asfalto reciclado (RAP), tejas de asfalto reciclado (RAS) y combinaciones de los mismos. La composición asfáltica generalmente está presente en el material asfáltico cargado en una cantidad de aproximadamente 30 a aproximadamente 99% en peso, y la carga inorgánica, los materiales asfálticos reciclados o una combinación de los mismos están presentes en una cantidad total de aproximadamente 1 a aproximadamente 70% en peso, en base al peso total del material asfáltico cargado.
Las cargas inorgánicas adecuadas para la adición a materiales asfálticos cargados para aplicaciones de techado, tales como los descritos en el presente documento, pueden ser cualquier carga inorgánica, conocida ahora o en el futuro por los expertos en la técnica, que sea apropiada para su inclusión en productos para techado. Dependiendo del uso previsto del material asfáltico cargado, es decir, pavimentación o techado y, si se trata de techado tejas de asfalto para techado, membranas o membranas impermeables, la carga inorgánica puede ser carga mineral, agregado o una combinación de estos. La carga mineral suele ser piedra molida o mineral, tales como, por ejemplo, polvo de piedra, partículas de piedra caliza y talco, entre otros. La piedra y/o el mineral se muelen típicamente hasta un tamaño de partícula de aproximadamente 180 p o menos.
"Agregado" es un término colectivo para materiales minerales, tales como, por ejemplo, arena, grava o piedra triturada. El agregado puede comprender agregado natural, agregado manufacturado o una combinación de los mismos. El agregado natural es típicamente roca extraída de una excavación abierta (por ejemplo, una cantera) que se reduce a tamaños utilizables mediante trituración mecánica. El agregado manufacturado es típicamente un subproducto de otros procesos de manufactura, tales como la escoria del procesamiento metalúrgico (por ejemplo, producción de acero, estaño y cobre). El agregado manufacturado también incluye materiales especiales que se producen para tener una característica física particular que no se encuentra en la roca natural, tal como, por ejemplo, baja densidad.
En una realización ilustrativa, el material asfáltico cargado se combina para una aplicación de techado y la carga inorgánica es piedra molida o mineral. El material asfáltico cargado comprende la composición asfáltica y la carga inorgánica presente en cantidades de aproximadamente 30 a aproximadamente 99% en peso y de aproximadamente 1 a aproximadamente 70% en peso del material asfáltico cargado, respectivamente. La propia composición asfáltica comprende asfalto base no oxidado, la poliolefina de bajo peso molecular y opcionalmente uno o más aditivos de rendimiento, por ejemplo, elastómeros, plastómeros o combinaciones de los mismos. La poliolefina de bajo peso molecular y el uno o más aditivos de rendimiento están presentes en cantidades de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 15% en peso y de aproximadamente 5 a aproximadamente 15% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, respectivamente.
En una realización ilustrativa, se proporciona un método para preparar una composición asfáltica. El método comprende combinar la poliolefina de bajo peso molecular y el asfalto base no oxidado a una temperatura elevada para formar la composición asfáltica. En un ejemplo, el asfalto base no oxidado y la poliolefina de bajo peso molecular se combinan en cualquier dispositivo de mezcla adecuado, como es bien conocido en la técnica. En otro ejemplo, el asfalto base no oxidado se calienta a una temperatura elevada de aproximadamente 80 a aproximadamente 190 °C, para formar un asfalto líquido caliente, y la poliolefina de bajo peso molecular se añade al asfalto líquido caliente. Alternativamente, el asfalto base no oxidado y la poliolefina de bajo peso molecular pueden combinarse y calentarse a la temperatura elevada para formar el asfalto líquido caliente.
En otra realización ilustrativa, el método incluye combinar uno o más aditivos de rendimiento y el asfalto base no oxidado a temperatura elevada. En un ejemplo, el (los) aditivo(s) de rendimiento y la poliolefina de bajo peso molecular se mezclan entre sí para formar una mezcla que luego se combina con el asfalto base no oxidado a temperatura elevada para formar la composición asfáltica. La mezcla puede ser una mezcla física de los dos, una mezcla fundida que se puede enfriar y darle forma en escamas, gránulos, briquetas u otra forma antes de combinarse con el asfalto base no oxidado, o una mezcla fundida que se agrega directamente al asfalto base no oxidado. En otro ejemplo, el (los) aditivo(s) de rendimiento y la poliolefina de bajo peso molecular se añaden por separado al asfalto base no oxidado a temperatura elevada para formar la composición asfáltica. Puede añadirse al menos una parte del (de los) aditivo(s) de rendimiento al asfalto base no oxidado antes, al mismo tiempo o posteriormente a la adición de la poliolefina de bajo peso molecular.
Ejemplos
Los siguientes son ejemplos de composiciones asfálticas modificadas con poliolefinas de bajo peso molecular y que tienen una resistencia al sangrado de aceite y al calor mejoradas, con cada uno de los componentes expresado en porcentaje en peso. Los ejemplos se proporcionan únicamente con fines ilustrativos y no pretenden limitar las diversas realizaciones de las composiciones asfálticas de ninguna manera.
Resumen de los métodos de ensayo:
Punto de ablandamiento, °F (SP): Medido según el método ASTM D36 (un método de "anillo y bola", "R&B SP"). Penetración, dmm a 25 °C (PEN): Medido según el método ASTM D5.
Índice de manchas (SI): Medido según el método ASTM D2746.
Peso molecular, Mw: Todos los pesos moleculares indicados en estos ejemplos son pesos moleculares medios ponderales medidos por cromatografía de permeación en gel (GPC), que es una técnica generalmente conocida en la técnica. Para los fines de la GPC, la muestra que se va a medir se disuelve en 1,2,4-triclorobenceno a 140 °C a una concentración de 2,0 mg/ml. La solución (200 ul) se inyecta en la GPC que contiene dos columnas PLgel 5 gm Mixed-D (300x7,5 mm) mantenidas a 140 °C con un caudal de 1,0 ml/minuto. El instrumento está equipado con dos detectores (índice de refracción y detector de viscosidad). El peso molecular (Mw) se determina utilizando una curva de calibración generada a partir de un conjunto de patrones de polietileno lineal de Mw estrecho.
Ejemplo 1:
Efecto de diferentes poliolefinas de bajo peso molecular sobre el índice de manchas
El asfalto base no oxidado se calentó en una lata de metal a una temperatura elevada de aproximadamente 190 °C, para formar un asfalto líquido caliente, y las poliolefinas de bajo peso molecular se añadieron al asfalto líquido caliente. Luego, la mezcla de asfalto líquido caliente/poliolefina de bajo peso molecular se mezcló durante aproximadamente 120 minutos hasta que se obtuvo una mezcla homogénea.
El índice de manchas se determinó para cada muestra utilizando el método ASTM D2746, y los resultados se proporcionan en la TABLA 1 a continuación.
La reducción del SI (%) se calculó en base al índice de manchas de la primera muestra que contenía solo base (PG64-22 del centro del continente)
Los resultados de los ensayos proporcionados en la TABLA 1 muestran que la adición de polietilenos, polipropilenos o una combinación de ambos, que tienen pesos moleculares medios ponderales por debajo de 15.000, proporcionan composiciones asfálticas que tienen un índice de manchas mejorado (reducido) en comparación con el asfalto sin tratar, proporcionando los polietilenos funcionalizados y polipropilenos funcionalizados la mayor reducción del índice de manchas. Dado que en la industria se desea un índice de manchas menor que aproximadamente 20 para aplicaciones de techado, parece que las poliolefinas funcionalizadas son ventajosas como poliolefinas de bajo peso molecular.
En una realización ilustrativa, el ejemplo indica además varias propiedades de las diversas poliolefinas de bajo peso molecular, que incluyen la química del aditivo, el peso molecular medio ponderal (Mw), el índice de acidez (ASTM D-1386) o el índice de saponificación, la cristalinidad (que es de 30 a 100%) y el índice de fluidez en estado fundido (MFI). En particular, el índice de saponificación se determina sometiendo a reflujo ~ 0,3 g de polímero maleado en 150 ml de xilenos, 5 ml de metiletilcetona fresca y siete gotas de agua durante 15 minutos. Se deja enfriar ligeramente la solución y se añaden 10 mL de alcohol isopropílico y 3-5 gotas de una solución indicadora de fenolftaleína. La solución se titula con una solución estandarizada de KOH/alcohol isopropílico 0,0535 N gota a gota hasta que se alcanza una solución rosa tenue persistente. Se debe ejecutar un blanco para compensar las impurezas ácidas en los diversos disolventes. La *cristalinidad se determinó mediante DSC (2° recalentamiento) utilizando 290 J por gramo como referencia para polietileno (PE) 100% cristalino y 190 J por gramo para polipropileno (PP) 100% cristalino. La DSC se ejecutó en un ciclo de calentamiento, enfriamiento y recalentamiento a velocidades de calentamiento y enfriamiento de 10 °C/minuto. Las muestras se enfriaron inicialmente a -50 °C, luego se calentaron a 150 °C, luego se enfriaron de nuevo a -50 °C y se volvieron a calentar a 150 °C. Los **MFI se determinaron a partir de la viscosidad Brookfield. El MFI es igual a 9.500.000/(cps a 190 °C); donde cps a 190 °C era la viscosidad Brookfield del polímero, en centipoises, medida a 190 °C. Cuando se usa ***">", se utilizó la viscosidad a 140 °C en lugar de la viscosidad a 190 °C; por lo tanto, el MFI real a 190 °C será mayor debido a la relación entre la disminución de la viscosidad (aumenta el MFI) con el aumento de temperatura.
Ejemplo 2:
Efecto de las poliolefinas de bajo peso molecular, GILSONITE® y brea sobre diversas características de la composición asfáltica.
El asfalto base no oxidado se calentó en una lata de metal a una temperatura elevada de aproximadamente 190 °C, para formar un asfalto líquido caliente, y se añadieron la poliolefina de bajo peso molecular y GILSONITE® al asfalto líquido caliente. La poliolefina de bajo peso molecular y GILSONITE® pueden agregarse al asfalto líquido caliente juntos o uno tras el otro. Luego, la mezcla de asfalto líquido caliente/poliolefina de bajo peso molecular/GILSONITE® se mezcló durante aproximadamente 120 minutos hasta que se obtuvo una mezcla homogénea.
GILSONITE® - es la marca registrada de una forma de asfalto natural que se encuentra solo en Utah, conocida habitualmente como uintaita o uintahita, y que se asemeja a la obsidiana negra brillante. GILSONITE® es un material más duro que el asfalto fundente y los asfaltos de grado de pavimentación, tiene un punto de ablandamiento (SP) de aproximadamente 129,4-204,4 °C (265-400 °F) y un valor de penetración (PEN) de cero. GILSONITE® está disponible en el mercado, por ejemplo, en American GILSONITE® Company, ubicada en Bonanza, Utah, EE. UU.
La brea es generalmente una sustancia viscosa negra u oscura que se obtiene como residuo en la destilación de materiales orgánicos y especialmente alquitrán de hulla, alquitrán de madera o petróleo, y se utiliza para impermeabilizar, techar, calafatear y pavimentar. La brea utilizada en esta invención tiene una penetración de 2 dmm a 25 °C (77 °F), un R&B SP de 77 °C y una viscosidad rotacional de 1810 cPs a 148,9 °C (300 °F). La viscosidad se midió según a St M D4402.
La penetración, el punto de ablandamiento y el índice de manchas se determinaron para cada una de las muestras A-E utilizando el método indicado en la TABLA 2. Las composiciones de las muestras y los resultados de los ensayos se proporcionan en la TABLA 2 a continuación.
TABLA 2
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CLAVE: PEN = penetración
R&B SP = ensayo del punto de ablandamiento “anillo y bola”, método de ASTM D36
Los resultados de los ensayos proporcionados en la TABLA 2 parecen mostrar que incluso cuando el asfalto se combina con GILSONITE® o brea, la adición de poliolefinas de bajo peso molecular, tales como polietileno o polipropileno funcionalizados, proporciona una mejora suficiente en las composiciones asfálticas para reducir el índice de manchas a menos de 10, que se encuentra dentro del intervalo deseado en la industria para aplicaciones de techado. Además, la mezcla mostrada por el experimento B y el E cumple con los requisitos de propiedades para el asfalto enumerados en ASTM D3462 (especificación estándar para tejas de asfalto hechas de fieltro de vidrio y recubiertas con gránulos minerales). Esta norma ASTM es la especificación más utilizada para tejas para techado en América del Norte, que requiere que la penetración del asfalto sea superior a 15 dmm a 25 °C, mientras que el punto de ablandamiento R&B es de 88 a 160 °C (190 a 320 °F) para productos modificados con polímeros.
Ejemplo 3:
Efecto de la poliolefina de bajo peso molecular y un elastómero (copolímero SBS (por ejemplo, SBS radial, Dynasol 411)) sobre diversas características de la composición asfáltica.
El asfalto base no oxidado se calentó en una lata de metal a una temperatura elevada de aproximadamente 180 a aproximadamente 190 °C, para formar un asfalto líquido caliente, y la poliolefina de bajo peso molecular y el copolímero SBS se añadieron al asfalto líquido caliente. La poliolefina de bajo peso molecular y el copolímero SBS pueden añadirse al asfalto líquido caliente juntos o uno tras el otro. La mezcla de asfalto líquido caliente/poliolefina de bajo peso molecular/SBS se mezcló durante aproximadamente 120 minutos utilizando un equipo de mezcla de alto cizallamiento hasta que se obtuvo una mezcla homogénea. Se prepararon muestras de ensayo para la penetración y la medición del punto de ablandamiento R&B a partir de la mezcla homogénea. Para la medición de la resistencia al calor y la flexión en frío, se prepararon muestras de ensayo vertiendo la mezcla homogénea sobre una estera de poliéster para formar una membrana con cierta dimensión.
Se determinaron para cada muestra la flexión en frío, la resistencia al calor, la penetración y el punto de ablandamiento. Las composiciones de muestra y los resultados de los ensayos se proporcionan en la TABLA 3 a continuación.
Ensayo de flexión en frío, °C: Medido de la siguiente manera: una muestra de ensayo tiene una dimensión de 14 cm (largo) * 5 cm (ancho) * 5,5 mm (grosor) con una superficie que es una estera de poliéster o bien de fibra de vidrio. La muestra de ensayo se acondiciona primero en un baño líquido durante aproximadamente 1 hora, luego, la muestra se ensaya con una máquina dobladora de 3 puntos. La temperatura más baja a la que la muestra no se rompe se reporta como la temperatura de flexión en frío.
Ensayo de resistencia al calor: Medido de la siguiente manera: una muestra de ensayo tiene una dimensión de 10 cm (largo) * 5 cm (ancho) * 5,5 mm (grosor) con una superficie que es una estera de poliéster o bien de fibra de vidrio. La muestra de ensayo se sujeta a un gancho y se coloca verticalmente en un horno caliente ajustado a 95 °C durante 2 horas. Al final del ensayo, se mide la cantidad de movimiento (frente a la estera) de la muestra y se reporta como resistencia al calor (en mm).
TABLA 3
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Todas las cantidades de composición están en porcentaje en peso (% en peso), en base al peso total de la Fórmula
Los resultados de los ensayos presentados en la TABLA 3 demuestran que la combinación de un elastómero, tal como un copolímero SBS, con una cantidad muy pequeña (es decir, 0,45 a 1,2% en peso) de una poliolefina funcionalizada de bajo peso molecular, tal como polietileno funcionalizado, puede en algunos casos proporcionar una mejora suficiente en la propiedad de resistencia al calor (<10) de la composición asfáltica, mientras que se mantiene la temperatura de flexión en frío a -20 °C o menos, y las propiedades de penetración o punto de ablandamiento de la composición asfáltica no empeoran. Además, la carga total de polímero puede reducirse en comparación con el control (formulación con solo SBS). La reducción del contenido de SBS da como resultado una disminución de la viscosidad. Esto se traduce en velocidades de línea más altas, temperaturas reducidas, etc. en la planta de fabricación.
Ejemplo 4:
Efecto de la poliolefina de bajo peso molecular sobre diversas características de la composición asfáltica.
TABLA 4
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Los resultados de los ensayos presentados en la TABLA 4 demuestran que una composición asfáltica de pen 20/30 con una pequeña cantidad (es decir, aproximadamente 3% en peso) de poliolefina funcionalizada de bajo peso molecular mejora las propiedades de penetración, punto de ablandamiento e índice de manchas de la composición asfáltica.
Ejemplo 5:
Efecto de la poliolefina de bajo peso molecular sobre diversas características de la composición asfáltica.
TABLA 5
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Los resultados de los ensayos presentados en la TABLA 5 demuestran que incluso cuando el asfalto se combina con brea, la adición de una pequeña cantidad (es decir, aproximadamente 2,5% en peso) de poliolefina de bajo peso molecular proporciona una mejora suficiente en la composición asfáltica para mejorar las propiedades de penetración, punto de ablandamiento e índice de manchas de la composición asfáltica.
Aunque se ha presentado al menos una realización ilustrativa en la descripción detallada anterior, debe apreciarse que existe un gran número de variaciones. También debe apreciarse que la realización ilustrativa o las realizaciones ilustrativas son solo ejemplos, y no pretenden limitar el alcance, aplicabilidad o configuración de la invención de ninguna manera. Más bien, la descripción detallada anterior proporcionará a los expertos en la técnica una hoja de ruta conveniente para implementar una realización ilustrativa de la invención, entendiéndose que pueden realizarse diversos cambios en la función y disposición de los elementos descritos en una realización ilustrativa sin apartarse del alcance de la invención expuesta en las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes legales.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Una composición asfáltica para uso en aplicaciones de techado, que comprende:
asfalto base no oxidado; y
una poliolefina de bajo peso molecular presente en una cantidad de 0,1 a 1,8% en peso en base al peso total de la composición asfáltica, en donde dicha composición asfáltica tiene un punto de ablandamiento de 87,8 a 160 °C (190 a 320 °F), y una penetración mayor que 12 deci-milímetros (dmm, o 0,1 mm) a 25 °C, y en donde la poliolefina de bajo peso molecular tiene una cristalinidad de 30 a 100 por ciento (%).
2. La composición asfáltica según la reivindicación 1, en la que la poliolefina de bajo peso molecular está presente en una cantidad de 1 a 1,8% en peso en base al peso total de la composición asfáltica, y la composición asfáltica tiene un índice de manchas menor que 20.
3. La composición asfáltica según la reivindicación 2, que comprende además un segundo tipo de asfalto elegido de: GILSONITE®, Lake Trinidad Asphalt, Buton Asphalt y combinaciones de los mismos, presente en una cantidad de 5 a 20% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, y en donde la composición asfáltica tiene un PEN de 12 a 26 dmm, a 25 °C.
4. La composición asfáltica según la reivindicación 2, en donde la composición asfáltica tiene un índice de manchas menor que 15.
5. La composición asfáltica según la reivindicación 1, que comprende además uno o más aditivos de rendimiento en una cantidad total de 5 a 15% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, y en la que la poliolefina de bajo peso molecular está presente en una cantidad de 0,5 a 1,8% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, y la composición asfáltica tiene una resistencia al calor menor que 20 mm.
6. La composición asfáltica según la reivindicación 5, en la que la poliolefina de bajo peso molecular está presente en una cantidad de 0,5 a 1,2% en peso en base al peso total de la composición asfáltica, y en donde la composición asfáltica tiene una resistencia al calor menor que 10 mm y una temperatura de flexión en frío de -20 °C o inferior.
7. La composición asfáltica según la reivindicación 6, en la que uno o más aditivos de rendimiento comprenden un copolímero de SBS presente en una cantidad de 6 a 12% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica.
8. La composición asfáltica según la reivindicación 1, en la que la poliolefina de bajo peso molecular tiene un peso molecular medio ponderal (Mw) de 500 a 20.000 Dalton.
9. La composición asfáltica según la reivindicación 1, en la que la poliolefina de bajo peso molecular se selecciona de: homopolímero de polietileno, homopolímero de polipropileno, copolímeros de dos o más de etileno, propileno, buteno, hexano y octeno, derivados funcionalizados de dichos homopolímeros, derivados funcionalizados de dichos copolímeros, o combinaciones de poliolefinas de bajo peso molecular funcionalizadas y no funcionalizadas.
10. Un material asfáltico cargado para uso en aplicaciones de techado, que comprende:
una composición asfáltica según la reivindicación 1, presente en una cantidad de 30 a 99% en peso del material asfáltico cargado; y
una carga inorgánica, materiales asfálticos reciclados o una combinación de los mismos, que están presentes en una cantidad total de 1 a 70% en peso del material asfáltico cargado.
11. El material asfáltico cargado según la reivindicación 10, en el que la composición asfáltica comprende la poliolefina de bajo peso molecular en una cantidad de 1 a 1,8% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, y la composición asfáltica tiene un índice de manchas menor que 20.
12. El material asfáltico cargado según la reivindicación 10, en el que la composición asfáltica comprende además uno o más aditivos de rendimiento en una cantidad total de 5 a 15% en peso, en base al peso total de la composición asfáltica, y en el que la composición asfáltica tiene una resistencia al calor menor que 20 mm.
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