MX2010009992A - USO DE UN (1?3)-ß-D-GLUCANO COMO UN ESTABILIZADOR DE EMULSION. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere al uso de un (1?3)-ß-D-glucano como un estabilizador de emulsión. La presente invención se refiere además a emulsiones que comprenden un (1?3)-ß-D-glucano en una cantidad de 0.01 hasta 10 % en peso, con base en el peso total de la emulsión. La presente invención también se refiere a composiciones de aglutinante de bitumen que comprenden un (1?3)-ß-D-g1ucano en una cantidad de 0.005 hasta menos que 0.1 % en peso, con base en el peso total de la composición aglutinante de bitumen. La presente invención se refiere además a emulsiones que comprenden un agente emulsificante biodegradables novedoso, en particular en combinación con un (1?3)-ß-D-glucano.

Description

USO DE UN (1-3) -ß-?-GLUCANO COMO UN ESTABILIZADOR DE EMULSIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN En su aspecto más amplio, la presente invención se refiere al uso de un (1?3) -ß-D-glucano como un estabilizador de emulsión, tal como un estabilizador de emulsión para recubrimientos, productos cosméticos y composiciones de aglutinante bituminoso. Una modalidad preferida particular de acuerdo con la presente invención se ocupa de composiciones de aglutinante de bitumen. Estas composiciones de aglutinante de bitumen en particular tienen excelente estabilidad de almacenamiento así como excelentes propiedades de ruptura. La presente invención también se refiere a emulsiones que comprende un agente emulsificante catiónico novedoso, en donde estas emulsiones son en particular composiciones de aglutinante de bitumen.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a la estabilidad de emulsiones en general. Como es bien conocido en la técnica, las emulsiones pueden comenzar a desestabilizarse después de un cierto periodo de tiempo. Los emulsificadores cuando se presentan pueden ocurrir en ya sea una o ambas fases. El proceso de separación incluye las etapas de floculación, coalescencia (recombinación de gotas pequeñas hasta gotas más grandes) y finalmente separación de fases, por ello forman una emulsión completamente separada que consiste de una capa de aceite superior y una capa acuosa inferior. Cuando la emulsión es una emulsión bituminosa, esta es diferente en que se forman una capa superior acuosa y una capa inferior de bitumen concentrada (a menudo una capa pegajosa. en el fondo que es muy difícil de volverse a dispersar) , debido a que el bitumen tiene una densidad a temperatura ambiente mayor que la densidad del agua.

La estabilización de una emulsión de dos fases involucra disminuir la velocidad de desestabilización que puede alcanzarse al reducir la movilidad de las gotas dispersas en la fase continua o líquido (esto es al incrementar la viscosidad de la emulsión) , por la inserción de una barrera de energía entre las gotas y la fase continua o líquido, o ambos. La estabilización se alcanza por la adición de por ejemplo tensoactivos y polímeros, también conocidos como agentes emulsificantes .

Las emulsiones se emplean en muchas aplicaciones industriales y de alimentos incluyendo composiciones cosméticas, por ejemplo preparaciones para la piel y el cabello y productos de maquillaje, recubrimientos y composiciones de asfalto. Cuando se usan en composiciones de asfalto, estas emulsiones se componen usualmente de un aglutinante bituminoso y otros componentes incluyendo un aceite, un agente emulsificante y aditivos adicionales tal como un polímero como es bien conocido en la técnica.

Las emulsiones de aglutinantes bituminosos se usan frecuentemente en la construcción de carreteras y reparación de carreteras. Estas emulsiones son generalmente del tipo "aceite en agua" y consisten de una dispersión de una fase orgánica hecha de glóbulos pequeños del aglutinante bituminoso en una fase acuosa continua, la fase acuosa contiene un sistema emulsificante que promueve la dispersión de los glóbulos pequeños del aglutinante bituminoso en la fase acuosa. El sistema emulsificante usualmente contiene un agente emulsificante y opcionalmente un agente regulador de pH . El agente emulsificante puede ser aniónico, catiónico, no iónico o anfotérico (o anfolítico) . Por ejemplo, la US 3,422,026, incorporada como referencia en la presente, describe además emulsiones que comprenden ya sea agentes emulsificantes aniónicos o catiónicos, emulsiones que comprenden agentes emulsificantes anfotéricos. Hacer las emulsiones de un aglutinante bituminoso es un medio para disminuir la viscosidad del aglutinante bituminoso en operaciones en donde el aglutinante bituminoso se usa y permite fácil rocío. Las emulsiones de aglutinantes bituminosos son fluidos a temperatura ambiente y un agente espesante se incorpora usualmente en la fase acuosa de la emulsión en la producción de apositos de superficie. La función de este agente espesante es incrementar la viscosidad de la emulsión para extenderse en el soporte a tratarse, de manera que la emulsión se mantiene en el lugar en el soporte. Por lo tanto, antes el material agregado o capas de asfalto adicionales se aplican, una capa uniforme de la emulsión en el soporte se garantiza. Adicionalmente , las emulsiones "catiónicas" se conocen en la técnica como que tienen un pH de no más de 7 y contienen agentes emulsificantes catiónicos, por ejemplo una amina grasa, mientras que las emulsiones "aniónicas" se conocen en la técnica como que tienen un pH de más de 7 y contienen agentes emulsificantes aniónicos, por ejemplo una sal de metal de ácido graso.

Las propiedades importantes de emulsiones de aglutinantes bituminosos son estabilidad de almacenamiento, propiedades de procesamiento, propiedades de ruptura y propiedades adhesivas. Durante el almacenamiento, las emulsiones tienden a "romperse" o separarse lo que es obviamente indeseado ya que luego ya no pueden procesarse . Sin embargo, las técnicas comunes para potenciar la estabilidad de almacenamiento de las emulsiones a menudo llevan a menores propiedades de ruptura más pobres, esto es que el ruptura de la emulsión requiere más tiempo. Es bien conocido en la técnica que cuando se aplica ruptura rápido y uniforme de las emulsiones de aglutinantes bituminosos son ventajosas para la capacidad de trabajo eficiente, esto es un tiempo corto para alcanzar el ruptura (solidificación completa) aún bajo condiciones de clima frías y húmedas, que tienen las ventajas de que la superficie de carretera tratada puede usarse poco después de la repavimentación de la superficie de la carretera y que ocurren menos daños durante el uso temprano de la superficie de la carretera.

Otro problema en la técnica es que los aglutinantes bituminosos usualmente duros, en particular aglutinantes bituminosos que tienen una penetración de acuerdo a ASTM D5-97 menor que alrededor de 100x1O"1 mm, requieren estabilización extensiva para almacenamiento, en particular para el almacenamiento de larga duración. Esta estabilización extensiva también lleva a propiedades de ruptura más pobres.

La US 4,137,204, incorporada como referencia en la presente, describe emulsiones de asfalto que contienen polisacáridos , por ejemplo almidón de maíz hervido, derivados de celulosa tal como carboximetilcelulosa e hidroxietil celulosa, como agentes espesantes. Un ejemplo de tal polisacárido es Natrosol® 250 de Hercules.

La US 4,548,966, incorporada como referencia en la presente, describe una emulsión de asfalto en donde un almidón reticulado se usa como un espesante.

La US 4,879,326, incorporada como referencia en la presente, describe emulsiones catiónicas que comprenden opcionalmente agentes espesantes seleccionados del grupo de gomas naturales solubles en agua y poliuretanos solubles en agua que tienen un peso molecular bajo, esto es debajo de 20.000.

La US 5,246,986, incorporada como referencia en la presente, describe una emulsión de un aglutinante bituminoso en donde un agente espesante está empleado que contiene al menos 40% en peso de escleroglucano, en donde se prefiere que la fase acuosa de la emulsión comprenda 100 hasta 5000 ppm, preferiblemente 200 hasta 2000 ppm de escleroglucano. El escleroglucano (CAS No. 39464-87-4) se conoce como un (1—3)-ß-D-glucano que tiene también ligaduras (1-6) -ß-D, en donde el polímero tiene cadenas laterales de glucopiranosa, y puede obtenerse de por ejemplo Sclerotinia sclerotioru y Saccharomyces cerevisiae . La fórmula estructural del escleroglucano se muestra a continuación para propósitos ilustrativos : Los glucanos son polímeros de glucosa y se encuentran comúnmente en las paredes celulares de las bacterias, hongos, levadura, y varias especies de planta. Un glucano común es una glucopiranosa ß- (1, 3) -ligada (comúnmente referida como ß-glucano) . Otros ejemplos comunes incluyen mezclas de glucopiranosa ß- ( 1 , 3 )- ligada con glucopiranosa ß- ( 1 , 4 )- ligada o glucopiranosa ß- (1 , 6 ) -ligada .

En consecuencia, existe una necesidad en la técnica para proporcionar emulsiones en general y en particular emulsiones de aglutinantes bituminosos que tienen excelente estabilidad de almacenamiento y de ruptura rápidamente. También existe una necesidad en la técnica de para proporciona emulsiones de aglutinantes bituminosos que comprenden bitumen duro y que todavía tienen excelente estabilidad de almacenamiento y de ruptura rápidamente durante la aplicación.

Está bien documentado que la emulsión bituminosa de grado más duro puede aplicarse como recubrimientos de unión o de pegado no pegajosos, esto es la capa adhesiva entre dos capas de asfalto. El uso de bitumen más duro está provocando menos contaminación del ambiente ya que a temperaturas ambiente la emulsión bituminosa rota no se pegará a los neumáticos de los camiones de asfalto que alimentan la máquina de pavimento de asfalto. El bitumen más suave se pegará fácilmente a los neumáticos de los camiones a temperaturas que exceden 30°C y posteriormente provocarán manchas negras en los pavimentos que rodean el trabajo. Esto provoca una gran molestia especialmente cuando los camiones de asfalto tienen que manejar sobre pavimentos de color, por ejemplo los carriles de bicicleta de color rojo populares en los Países Bajos (cf. por ejemplo US 2007105987, incorporada como referencia) .

En la parte del sur de Europa, el bitumen de grado de 35-50 penetraciones se usa a menudo para recubrimientos de unión o pegajosos no pegajosos. Sin embargo, las emulsiones que comprenden tal bitumen tienen que ser manejados con mayor cuidado para evitar atascamiento y bloqueo de las boquillas de los camiones que rocían el recubrimiento pegajoso. Por ejemplo, es de práctica regular que después de un trabajo de rocío con recubrimiento pegajoso no pegajoso, el camión tiene que descargarse y algunas veces aún limpiarse completamente para evitar atascamiento y sedimentación de la emulsión. Es obvio para expertos en el campo que el bitumen de grado más duro aún provocará más problemas severos. Aunque 20-30 o aún 10-20 betunes se prefieren durante los veranos calientes, la estabilidad mediocre de estas emulsiones no permite el procesamiento de estos materiales en una manera práctica y eficiente .

Como se describe por ejemplo en US 4,137,204, incorporada como referencia, una emulsión bituminosa puede estabilizarse con diferentes polisacáridos ya que estos materiales actúan como espesantes. Una de las fuerzas de conducción importantes para la sedimentación de la emulsión bituminosa es la diferencia de densidad entre los glóbulos de bitumen y la fase acuosa que la rodea. Por lo tanto, la estabilidad de almacenamiento puede mejorarse al incrementar la viscosidad de la fase acuosa que incrementa concomitantemente las fuerzas de fricción hidrodinámicas en los glóbulos de bitumen durante la sedimentación.

Sin embargo, la mayoría de las emulsiones de recubrimiento catiónico de unión o pegajosidad comercialmente disponibles tienen un pH cercano hasta 2. Cuando se almacenan a temperaturas elevadas, esto es 50°-70°C, el peso molecular de los polisacáridos descritos en US 4,137,204 caerán debido a la hidrólisis catalizada con ácido. Una disminución notable en viscosidad de emulsiones bituminosas espesadas de polisacárido se observa dentro de unos pocos días. Por lo tanto, es favorable usar modificadores de emulsión que no son o son menos sensibles hacia hidrólisis catalizada por ácido de manera que la emulsión demuestra una calidad constante durante un periodo prolongado en tiempo.

La D. Bais et al., J. Colloid Int. Sci. 290, 546-556, 2005, describe emulsiones O/W cosméticas que comprenden 0.2 hasta 1.2% en peso de escleroglucano .

La S. C. Viñarta et al., Int. J. Biol . Macromo1. 41, 314 323, 2007, describe el uso de matrices de gel que comprenden 2% en peso de escleroglucano como vehículos de suministro de fármaco.

La JP 2006-262862 describe una torta de queso que comprende una cabeza de queso, un estabilizador espesante, un estabilizador de emulsión y un agente gelificante, en donde el estabilizado de emulsión contiene al menos un polisacárido. El polisacárido es curdlan.

La EP 619,079 describe el uso de curdlan como un estabilizador de emulsión para potenciar la disolución del recubrimiento exterior de una composición de aditivo de alimentación. No se mencionan cantidades ni intervalos.

La EP 1,477,171 describe el uso de curdlan como estabilizador de emulsión en un aditivo de alimento. No se mencionan cantidades ni intervalos.

La US 5,750,598 describe que el escleroglucano puede usarse como un aditivo que controla la viscosidad en emulsiones bituminosas acuosas.

La WO 2006/066643 describe el uso de ésteres de colina en productos dermo- farmacéuticos y cosméticos.

La US 5246986 (EP 0425380) proporciona una emulsión de aglutinante bituminoso en donde la fase acuosa comprende un sistema emulsificante hecho de uno o más agentes emulsificantes , un espesante soluble en agua y opcionalmente un agente que regula el pH. El espesante incorpora al menos 40% en peso de escleroglucano, opcionalmente modificado. En las emulsiones descritas en US 5246986 en donde un escleroglucano no modificado se usa como un espesante, la cantidad del escleroglucano no modificado que está presente en las emulsiones es 0.021% en peso con base en el peso total de la emulsión.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En un primer aspecto, la presente invención se refiere al uso de de un ( 1?3 ) - ß-D-glucano como un estabilizador de emulsión .

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a emulsiones, preferiblemente con la condición de que las emulsiones no son una emulsión aglutinante de bitumen, que comprenden un (1?3) -ß-D-glucano en una cantidad de 0.01 hasta 10% en peso, con base en el peso total de la emulsión.

En un tercer aspecto, la presente invención se refiere a composiciones de aglutinante de bitumen que comprenden un (1—3) -ß-D-glucano en una cantidad de 0.005 hasta menos de 0.1% en peso, con base en el peso total de la composición aglutinante de bitumen.

En un cuarto aspecto, la presente invención se refiere a emulsiones que comprenden un agente emulsificante biodegradable novedoso.

En un quinto aspecto, la presente invención se refiere a emulsiones que comprenden un agente emulsificante biodegradable novedoso en combinación con un (1?3) -ß-D-glucano .

De acuerdo con un sexto aspecto, la presente invención, se refiere a una composición de aglutinante bituminoso que comprende un agente emulsificante biodegradable novedoso en combinación con un ( l->3 ) - ß-D-glucano .

De acuerdo con un séptimo aspecto, la presente invención se refiere a composiciones de aglutinante de bitumen que comprenden un agente emulsificante biodegradable novedoso.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El verbo "comprender" como se usa en esta descripción y en las reivindicaciones y sus conjugaciones se usa en su sentido no limitante para significar que los artículos seguidos de la palabra se incluyen, pero los artículos no mencionados específicamente no se excluyen. Además, se hace referencia a un elemento por el artículo indefinido "un" o "uno" no excluye la posibilidad de que más de uno del elemento esté presente, a menos que el contexto claramente requiera que existe uno y solamente uno de los elementos. El articulo indefinido "un" o "uno" de esta manera usualmente significa "al menos uno" .

El término "emulsión" es para entenderse como un sistema en el cual las gotas de líquido y/o cristales de líquido se dispersan en un líquido. En emulsiones las gotas a menudo exceden los límites usuales para los coloides en tamaño. Una emulsión se indica por el símbolo O/W si la fase continua es una solución acuosa y por W/O si la fase continua es un líquido orgánico (un "aceite") . Las emulsiones más complicadas tal como O/W/O (esto es gotas de aceite contenidas dentro de gotas acuosas dispersas en una fase de aceite continua o emulsiones de tres fases) también se incluyen por el término "emulsión" . Las emulsiones fotográficas, aunque los sistemas coloidales, no son emulsiones en el sentido del término "emulsiones" como se usa en este documento (cf. International Union of Puré and Applied Chemistry, Manual of Symbols and Terminology for Physiochemical Quantities and Units, Apéndice II, Definitions, Terminology, and Symbols in Colloid and Surface Chemistry, Parte 1, versión web 2001) . El tipo de emulsión (O/W o W/0) se determina por la relación en volumen de los dos líquidos. Por ejemplo, con agua al 5% y aceite al 95% (una relación de fase O/W de 19) , la emulsión es usualmente W/0.

En este documento, biturnen "duro" es para entenderse como un bitumen que tiene una penetración de alrededor de 10 hasta alrededor de lOOxlO"1 mm de acuerdo con ASTM D5-97. Por otro lado, bitumen "suave" es para entenderse que tiene una penetración de alrededor de más de alrededor de 100 hasta alrededor de 350xl0_1 mm de acuerdo con ASTM D5-97. Como es bien conocido en la técnica, la unidad para penetración de acuerdo con ASTM D5-97 es "10"1 mm" .

El (1-3) -p-D-glucano Como se conoce en la técnica, los (1?3) - ß-D-glucanos pueden tener diferentes tipos de ligaduras. De acuerdo con la invención, se prefiere que el ( 1?3 ) - ß -D-glucano tenga también ligaduras (1?6)-ß-?. También se prefiere que el polímero tenga cadenas laterales de glucopiranosa .

De acuerdo con la invención, el glucano se selecciona del grupo que consiste de escleroglucano (CAS No. 39464-87-4), esquizofilano (CAS No. 9050-67-3), laminaran (CAS No. 9008-22-4) , cinereana, lentinana (CAS No. 37339-90-5) y curdlan (CAS No. 54724-00-4). Sin embargo, el curdlan es menos preferido debido a su solubilidad de agua inferior en pH ácido. Más preferiblemente, el glucano es escleroglucano.

De acuerdo con la presente invención, se prefiere que el ( 1?3 ) - ß-D-glucano es un ( 1?3 ) - ß-D-glucano no modificado.

De acuerdo con la presente invención, se prefiere que la solubilidad del (1?3) -ß-D-glucano en agua (20°C, pH = 6) es al menos 20% en peso.

De acuerdo con la presente invención, el (1?3)-ß-?-glucano se emplea como una dispersión en un medio líquido, no hidrofílico, polar, preferiblemente un aceite vegetal.

Emulsiones en general Los inventores actuales han encontrado que un (1?3)-ß-?-glucano tiene un efecto establecido notable y no esperado en las emulsiones en general y que solamente las cantidades menores del ( 1?3 ) - ß -D-glucano son necesarias para alcanzar este efecto. Parece además que el modo de adición del (1?3)- ß-D-glucano puede variarse ampliamente . en el proceso de fabricación de las emulsiones. Por ejemplo, el (1?3)-ß-?-glucano puede agregarse a la fase acuosa antes de la emulsificación o puede agregarse a la emulsión finalizada. Por consiguiente, el ( 1?3 ) - ß-D-glucano es ampliamente aplicable como un estabilizador de emulsión o agente que estabiliza la emulsión, por ejemplo en emulsiones para construcción y reparación de de carreteras, emulsiones para propósitos cosméticos, emulsiones para recubrimientos, emulsiones para productos alimenticios y los similares.

En consecuencia, se prefiere que de acuerdo con el segundo aspecto de esta invención tal emulsión, preferiblemente con la condición de que las emulsiones no es una emulsión aglutinante de bitumen, comprenda un (1?3)-ß-?-glucano en una cantidad de 0.01 hasta 10% en peso, con base en el peso total de la emulsión, y preferiblemente 0.01 hasta 5.0% en peso, con base en el peso total de la composición de aglutinante bituminoso, más preferiblemente 0.01 hasta 2.5% en peso, aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.5% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.0% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 0.5% en peso y en particular 0.02 hasta 0.2% en peso. Aún es posible preparar emulsiones que comprenden un ( 1?3 ) - ß-D-glucano en una cantidad de 0.005, preferiblemente 0.01, hasta 0.02% en peso y 0.005, preferiblemente 0.01, hasta 0.015% en peso.

De acuerdo con el cuarto aspecto de esta invención, la presente invención se refiere a emulsiones en general, esto es sin el (1?3) -ß-D-glucano, que comprende un agente emulsificante catiónico seleccionado del grupo de glicinas de betaína de la fórmula (II) y derivados de colina de la fórmula (III) que se describen a continuación, las emulsiones que comprenden el agente emulsificante catiónico en una cantidad de alrededor de 0.01 hasta alrededor de 20% en peso, con base en el peso total de la emulsión. La cantidad de agente emulsificante catiónico es preferiblemente 0.01 hasta 10.0% en peso, con base en el peso total de la composición de aglutinante bituminoso, más preferiblemente 0.01 hasta 5% en peso, aún más preferiblemente 0.02 hasta 2.5% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.0% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 0.5% en peso y en particular 0.02 hasta 0.2% en peso.

De acuerdo con el quinto aspecto de la presente invención, se refiere a emulsiones que comprenden un agente emulsificante biodegradable novedoso en combinación con un (1?3) - -D-glucano, las emulsiones que comprenden el agente emulsificante catiónico en una cantidad de alrededor de 0.01 hasta alrededor de 20% en peso, con base en el peso total de la emulsión, y el (1?3) -ß-D-glucano en una cantidad de 0.01 hasta 10% en peso, con base en el peso total de la emulsión. Los intervalos preferidos del agente emulsificante catiónico son 0.01 hasta 10.0% en peso, con base en el peso total de la composición de aglutinante bituminoso, más preferiblemente 0.01 hasta 5.0% en peso, aún más preferiblemente 0.02 hasta 2.5% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.0% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 0.5% en peso y en particular 0.02 hasta 0.2% en peso. Los intervalos preferidos del (1?3) -ß-D-glucano son 0.01 hasta 5.0% en peso, con base en el peso total de la composición de aglutinante bituminoso, más preferiblemente 0.01 hasta 2.5% en peso, aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.5% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.0% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 0.5% en peso y en particular 0.02 hasta 0.2% en peso.

Las emulsiones de acuerdo con la presente invención comprenden preferiblemente alrededor de 25 hasta alrededor de 75% en peso de una fase acuosa y alrededor de 75 hasta alrededor de 25% en peso de una fase de aceite, con base en el peso total de la emulsión.

La composición de aglutinante bituminoso El bitumen empleado en las emulsiones de la presente invención pueden ser ya sea productos de destilación directa o productos procesados (cf. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4a Ed., Vol . 3, páginas 689-724).

De acuerdo con el tercer aspecto de la presente invención, se refiere a composiciones de aglutinante bituminoso que comprenden un (1?3) -ß-D-glucano en una cantidad de 0.005 hasta menos de 0.1% en peso, con base en el peso total de la emulsión, y preferiblemente 0.01 hasta 0.07% en peso, aún más preferiblemente 0.01 hasta 0.04% en peso. Aún más preferiblemente, estas composiciones de aglutinante bituminoso emulsificadas comprenden un (1?3) -ß-D-glucanoo como se define arriba en una cantidad de 0.005 hasta 0.020% en peso, más preferiblemente 0.005 hasta 0.015% en peso, con base en el peso total de la emulsión. Los intervalos de acuerdo con este tercer aspecto son en particular preferidos cuando la composición de aglutinante bituminoso no comprende un agente emulsificante biodegradable seleccionado del grupo que consiste de esteres de betaína de acuerdo con la fórmula (II) o derivados de éster de colina de acuerdo con fórmula (III) pero agentes emulsificantes convencionales.

De acuerdo con el quinto aspecto de la invención, se refiere a composiciones de aglutinante bituminoso que comprenden un agente emulsificante biodegradable novedoso en combinación con un (1?3) -ß-D-glucano, las emulsiones que comprenden el agente emulsificante catiónico en una cantidad de alrededor de 0.01 hasta alrededor de 20% en peso, con base en el peso total de la emulsión, y el (1?3) -ß-D-glucano en una cantidad de 0.01 hasta 50% en peso, con base en el peso total de la emulsión. Los intervalos preferidos del agente emulsificante catiónico son 0.01 hasta 10.0% en peso, con base en el peso total de la composición de aglutinante bituminoso, más preferiblemente 0.01 hasta 5.0% en peso, aún más preferiblemente 0.02 hasta 2.5% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.0% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 0.5% en peso y en particular 0.02 hasta 0.2% en peso. Los intervalos preferidos del (1?3)-ß-?-glucano son 0.01 hasta 5.0% en peso, con base en el peso total de la composición de aglutinante bituminoso, más preferiblemente 0.01 hasta 2.5% en peso, aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.5% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 1.0% en peso, todavía aún más preferiblemente 0.02 hasta 0.5% en peso y en particular 0.02 hasta 0.2% en peso.

De acuerdo con la invención, se prefiere que el aglutinante bituminoso se seleccione del grupo que consiste de bitumen parafínico y nafténico. Preferiblemente, el bitumen parafínico o nafténico tienen una penetración en el intervalo de alrededor de 10 hasta alrededor de 350xl0_1 mm de acuerdo con ASTM D5-97, más preferiblemente alrededor de 70 hasta alrededor de 220X10"1 mm.

De acuerdo con la presente invención, la cantidad del (1?3) -ß-D-glucano usado en composiciones de aglutinante bituminoso es de manera que el espesante de las composiciones de aglutinante bituminoso no ocurre esencialmente y es mucho menos que la cantidad mínima empleada en la invención que se describe en la US 5,246,986.

Esta invención también permite el uso de bitumen duro relativo, esto es bitumen que tiene una penetración de acuerdo con ASTM D5-97 alrededor de lOOxlO"1 mm o menos, en particular una penetración de lOOxlO"1 mm hasta alrededor de lOxlO"1 mm, al fabricar emulsiones de composiciones de aglutinante bituminoso que tienen una estabilidad de almacenamiento mejorada. En contraste, en los ejemplos descritos en la US 5,246,986 se emplea únicamente el bitumen "emulsionable" , esto es bitumen suave que tiene una penetración en el intervalo de 140-160 y 180-220, mientras que aquel bitumen que tiene una penetración en el intervalo de 5 hasta 500 (de acuerdo con NF estándar T 66004) puede usarse.

Una desventaja de las emulsiones bituminosas de ruptura rápida que comprenden bitumen duro es que al mojar el polvo en las superficies de carretera, la humectación de las capas de asfalto molidas y la coalescencia de las gotas de bitumen para formar una película coherente homogénea es menor que para las emulsiones bituminosas del bitumen de grado más suave. La adición del (1?3) -ß-D-glucano, por ejemplo escleroglucano, permite la mezcla de dos tipos de emulsiones producidas usando el mismo emulsificador . Por lo tanto, una emulsión bituminosa bimodal así nombrada puede producirse en la cual una cantidad relativamente pequeña de una emulsión bituminosa más suave actúa como un agente de coalescencia para incrementar la coherencia y unión de la película de bitumen. La fase de bitumen en esta emulsión bimodal puede consistir de 80-98% en peso de 10-20 hasta 70-100 de bitumen y 2-20% en peso de 100-150 hasta 260-320 de bitumen.

La emulsión bituminosa de acuerdo con la presente invención puede comprender por lo tanto una mezcla de emulsiones bituminosas que tienen un grado diferente de penetración del bitumen de partida como se describirá en más detalle a continuación. Se prefiere que el bitumen comprenda una mezcla de una emulsión bituminosa suave y una emulsión bituminosa dura, esto es un bitumen duro se usa como un material de partida para la emulsión que tiene una penetración de alrededor de lOOxlO"1 mm o menos de acuerdo con ASTM D5-97, preferiblemente alrededor de 100 o menos hasta alrededor de lOxlO"1 mm, más preferiblemente de alrededor de 60 hasta alrededor de lOxlO"1 mm, aún más preferiblemente alrededor de 50 hasta alrededor de 20xl0_1 mm, y un bitumen suave que tiene una penetración de mayor que alrededor de 100 xlO"1 mm de acuerdo con ASTM D5-97, preferiblemente mayor que alrededor de 100 o alrededor de 350xl0_1 mm, más preferiblemente de más de alrededor de 100 hasta alrededor de 220x1o"1 mm, aún más preferiblemente alrededor de 160 hasta alrededor de 220xl0_1 mm. La mezcla preferiblemente comprende una relación en peso de un bitumen suave hasta un bitumen duro en el intervalo de 1 hasta 30, más preferiblemente en el intervalo de 1 hasta 10.

Los pavimentos de asfalto se construyen usualmente en un número de capas. Actualmente, la mayoría de las técnicas de evaluación y diseño de pavimentos asumen que las capas adyacentes se enlazan completamente juntas sin ningún desplazamiento relativo. Sin embargo, parece que la buena unión no siempre se alcanza ya que un número de fallas en el pavimento se han ligado con la condición de unión pobre. La unión es crítica para la transferencia de fuerza radial y tensión de corte en la capa subyacente y adicionalmente para toda la estructura de pavimento. Para lograr el desempeño del pavimento requerido, la buena unión es muy importante. Sin embargo, hasta la actualidad, no existe límite de especificación relacionado con la resistencia de corte alcanzada y requerida de un intervalo de construcciones de carretera y combinaciones de material . Para medir la resistencia de corte o módulo de corte de la capa adhesiva entre las capas de asfalto, la prueba Leutner así nombrada puede usarse. En esta prueba una prueba de fuerza de torsión se realiza en muestras de prueba cilindricas de 100 ó 150 mm. Los inventores encuentran que cuando el bitumen de grado más duro, se usan las fuerzas de corte como se miden usando la prueba Leutner son mayor que para el bitumen de grado más suave. Por ejemplo la fuerza de corte cuando un recubrimiento pegajoso se hace de un bitumen 10-20 es alrededor de tres hasta cuatro veces mayor que cuando se usa un recubrimiento pegajoso 160-220.

Para las emulsiones del aposito de la superficie (o sello de chip) la adición de los elastómeros para la fase de bitumen de emulsión incrementará la expectación de vida de la carretera ya que las propiedades mecánicas (elásticas) del aglutinante se mejoran.

Las composiciones de aglutinante bituminoso de acuerdo con la invención por lo tanto preferiblemente comprenden un elastómero. Los elastómeros se agregan usualmente a la composición de aglutinante bituminoso para mejorar las propiedades, por ejemplo resistencia al surcamiento, del bitumen. También la cohesión de las capas de asfalto porosas se mejora de esta manera reduciendo la degradación de la misma por erosión, esto es separación de los agregados de la superficie de asfalto. Finalmente, los elastómeros son necesarios para obtener un material de unión fuerte, todavía flexible y suficientemente de plástico. Aunque los elastómeros son suficientemente compatibles con el bitumen, que pueden ser perjudiciales para la procesabilidad en que provocan una viscosidad demasiado alta. En algunos casos esto requiere la adición de solventes y/o aceites de flujo para disminuir la viscosidad y para mejorar la solubilidad de los elastómeros en el bitumen y el procesamiento y aplicación de la composición de aglutinante bituminoso. Preferiblemente el elastómero se selecciona del grupo que consiste de copolímeros de acetato de etilen-vinilo, polibutadienos , copolímeros de etilen-propileno, copolímeros de etilen-propilen-dieno, copolímeros de dibloque de butadien-estireno, copolímeros de tribloque de butadien-estiren-butadieno, copolímeros de dibloque de isopren-estireno, copolímeros de tribloque de isopren-estiren- isopreno , en donde los copolímeros de dibloque o tribloque pueden ocurrir en formas morfológicas como polímeros en forma de estrella en donde un agente reticulado tal como divinil benceno se emplea en el proceso de fabricación. Sin embargo, de acuerdo con la presente invención, se prefiere que el elastómero sea un polímero o una resina que comprende dos unidades de butadieno adyacentes, opcionalmente sustituidas tal como isopreno, más preferiblemente un polibutadieno, un copolímero de dibloque de butadien-estireno, un terpolímero de tribloque de estiren-butadien-estireno, un copolímero de dibloque de isopren-estireno o un terpolímero de tribloque de estiren- isopren-estireno. Más preferiblemente, el elastómero es un polibutadieno o un terpolímero de tribloque de estiren-butadien-estireno, en particular debido a su buena compatibilidad con el bitumen y sus excelentes propiedades visco-elásticas. En la composición de aglutinante bituminoso de acuerdo con la presente invención, el contenido de elastómero es preferiblemente 0.1 hasta 7.0% en peso, más preferiblemente 0.5 hasta 5.0% en peso, del elastómero, con base en el peso total de la composición de aglutinante bituminoso.

De acuerdo con el séptimo aspecto de la presente invención, la presente invención se refiere a composiciones de aglutinante bituminoso y un agente emulsificante biodegradable seleccionado del grupo que consiste de alquilpoliglicósidos de acuerdo con la fórmula (I) , glicinas de betaína de acuerdo con la fórmula (II) y ésteres de betaina de acuerdo con la fórmula (III) . Los agentes emulsificantes biodegradables más preferidos son los ésteres de betaína de acuerdo con la fórmula (III) . Estos agentes emulsificantes biodegradables se describen en más detalle a continuación. Las composiciones de aglutinante bituminoso preferiblemente comprenden alrededor de 0.01 hasta alrededor de 20% en peso del agente emulsificante biodegradable , con base en el peso total de la composición de aglutinante bituminoso .

La emulsión de la composición de aglutinante bituminoso Los inventores actuales observan que la viscosidad de las emulsiones bituminosas modificadas con ( 1?3 ) - ß-D-glucano es más o menos constante cuando se almacenan a temperaturas entre 50 y 70°C. Adicionalmente , los aditivos usados para estabilizar las emulsiones catiónicas ácidas, tipo emulsiones de recubrimiento pegajoso y emulsiones de aposito de superficie, deberán ser suficientemente estables en valores de pH relativamente bajos a temperaturas entre 30° y 80°C para evitar el deterioro de estos aditivos con objeto de asegurar una calidad constante durante el almacenamiento prolongado. De manera sorpresiva se encontró que los polisacáridos como se describen en esta invención no resultan en una caída importante en viscosidad cuando se almacenan a 50°C bajo condiciones ácidas. Esto indica que el efecto estabilizante del polisacárido es más o menos constante durante el almacenamiento prolongado.

Adicionalmente, los inventores han demostrado que únicamente cantidades muy pequeñas de un (1?3) -ß-D-glucano son suficientes para lograr un efecto importante en la estabilidad. Sin apegarse a la teoría, los inventores actuales asumen que el mecanismo de estabilización no puede explicarse por un incremento posible de las fuerzas de fricción hidrodinámicas que actúan en los glóbulos de bitumen ya que el efecto espesante en estas concentraciones bajas es insignificantemente . pequeño. Una observación aún más sorprendente fue que cuando un (1?3) -ß-D-glucano se agregó a la fase acuosa de las emulsiones, únicamente una porción muy pequeña del polisacárido fue disuelta bajo las condiciones experimentales. Los grados industriales de (l-»3) -ß-D-glucanos tienen un intervalo de pureza desde alrededor de 20 hasta alrededor de 95% y se asume que las impurezas presentes en el polímero de glucano no contribuyen al efecto estabilizante observado de emulsiones catiónicas . La fracción no disuelta que contiene la mayoría de las impurezas se filtró de forma completa posteriormente y el filtrado acuoso se usó para producir una emulsión bituminosa. Esta emulsión demuestra la misma estabilidad de almacenamiento como una emulsión bitumen que se produjo de una fase acuosa no filtrada. Obviamente, ambas emulsiones demuestran mejor estabilidad de almacenamiento importante que una emulsión producida sin ninguna adición de (1?3) -ß-D-glucano a la fase acuosa.

La US 5,246,986, por otro lado, describe composiciones de aglutinante bituminoso que comprenden un agente espesante que comprende al menos 40% en peso de escleroglucano. En estas composiciones de aglutinante bituminoso, el escleroglucano se usa como un espesante, esto es que el escleroglucano incrementa la actividad de las emulsiones de las composiciones de aglutinante bituminoso. Sin embargo, los inventores actuales han encontrado de manera sorprendente que el (1?3) -ß-D-glucano tal como escleroglucano potencia la estabilidad intrínseca de las emulsiones de composiciones de aglutinante bituminoso, que resultan en una estabilidad de almacenamiento mejorada y una estabilidad de corte mejorada.

La emulsión bituminosa de acuerdo con la presente invención comprende preferiblemente alrededor de 25 hasta alrededor de 75% en peso de una fase acuosa y alrededor de 75 hasta alrededor de 25% en peso de una fase de aceite, con base en el peso total de la emulsión bituminosa, en donde la fase de aceite se hace por la composición de aglutinante de bitumen descrita arriba. Sin embargo, será aparente para la persona experimentada en la técnica que la fase de aceite puede ser de origen sintético como se describirá en más detalle a continuación. Más preferiblemente, la emulsión bituminosa de acuerdo con la presente invención comprende alrededor de 70 hasta alrededor de 30% en peso de una fase acuosa y alrededor de 30% en peso hasta alrededor de 70% en peso de una fase de aceite.

De acuerdo con una modalidad preferida particular de la presente invención, la emulsión bituminosa comprende una mezcla de una emulsión bituminosa que comprende un bitumen duro y una emulsión bituminosa que comprende un bitumen suave. Las emulsiones que comprenden tales mezclas tienen la ventaja de que las propiedades deseadas pueden fácilmente alcanzarse.

Las emulsiones bituminosas de acuerdo con la presente invención preferiblemente comprenden después del (1?3)-ß-?-glucano al menos un agente emulsificante seleccionado del grupo que consiste de agentes emulsificantes aniónicos, catiónicos, no iónicos o anfotéricos. Preferiblemente, los agentes emulsificantes se seleccionan de agentes emulsificantes biodegradables . Tales agentes emulsificantes biodegradable pueden parcialmente o completamente ser con base en cargas vegetales. Por ejemplo, los agentes emulsificantes que son parcialmente con base en cargas vegetales son productos obtenidos de la reacción de poliaminas sintéticas y derivados de ácido graso. Sin embargo, la invención no se restringe a agentes emulsificantes biodegradables que son parcialmente o completamente con base en cargas vegetales como será aparente para aquellos experimentados en la técnica. Los químicos sintéticos que tienen la misma estructura como los agentes emulsificantes biodegradables descritos en la presente, los cuales son parcialmente o completamente con base en cargas vegetales también se incluyen en esta invención. Aunque estos químicos sintéticos se producen por medio de síntesis química, sus estructuras aseguran buena biocompatibilidad y no excelente ecotoxicidad . Los agentes emulsificantes que son completamente con base en cargas vegetales se describen en US 6,117,934 y US 2007/0243321, ambas incorporadas como referencia en la presente.

La US 6,117,934 describe los agentes emulsificantes no iónicos del grupo de alquilpoliglicósidos de la fórmula (I) : R10(R20)b(Z)a (I) en donde R1 es un grupo alquilo que tiene 5 hasta 24 átomos de carbono, R2 es un grupo alquileno que tiene 2 hasta 4 átomos de carbono y Z es un grupo sacárido que tiene 5 ó 6 átomos de carbono, b es un entero que tiene un valor de 0 hasta 12 y a es un entero que tiene un valor de 1 hasta 6. Preferiblemente, b es 0 y Z es un residuo de glucosa. El grupo alquilo es preferiblemente lineal y puede opcionalmente contener hasta tres enlaces dobles carbono-carbono. Como se discute en la US 6,117,934, el número de grupos de sacárido, esto es a, es un valor medio estadístico.

La betaína tiene la fórmula Me3N(+) -CH2-C001"' . En la técnica los compuestos N- (CH2) n-X cuaternarios (esto es combinaciones de un grupo catiónico y un grupo de anión en distancia cercana uno con el otro dentro de una molécula generalmente se nombran "betaínas" , en donde X(-) es un anión, por ejemplo un haluro, un sulfonato o un fosfonato. Sin embargo, ya que la glicina cuaternizada N (H2N-CH2-COOH) es betaína, los compuestos que tienen la fórmula Me3N<+) -CH2-COOR están en este documento indicados como "ásteres de betaína" o "derivados de éster de betaína" , a pesar del hecho de que carecen de un grupo aniónico.

La colina que tiene la fórmula Me3N(+) -CH2-CH2-OH y los esteres de la misma están en este documento indicados como "ésteres de colina" o "derivados de éster colina" .

La US 2007/0243321 describe agentes emulsificantes catiónicos del grupo de ésteres de betaína de la fórmula (ID = X" (R3)3N+-C(R4)2-C(0) -Z-R5 (II) en donde X es un grupo de sulfonato, R3 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, R4 es ya sea hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, Z es ya sea 0, ó NH, y R5 es un grupo que tiene la fórmula CnH2(2n - m)+i/ en donde m indica el número denota enlaces dobles carbono-carbono, con 6 = n = 12 y 0 = m = 3. Si el grupo alquilo comprende 3-6 átomos de carbono, también puede tener una estructura cíclica y puede incluir uno hasta dos heteroátomos seleccionados del grupo de nitrógeno y oxígeno.

Otros ásteres de betaína de la fórmula (II) incluyen (no se describen en US 2007/0243321) aquellos compuestos en donde X es un anión diferente a una sulfonato de metano, sulfonato de paratolueno o anión de sulfonato de canfor, por ejemplo un haluro, preferiblemente cloruro.

La US 2005/0038116 describe CH3- (CH2) i7-C (0) -O- (CH2) 2-+N(CH3)3C1~ (cloruro de estearoil colina) y su uso para el tratamiento de ciertas enfermedades. Este compuesto también puede usarse como un agente emulsificante de acuerdo con la presente invención.

La WO 2006/066643 describe ésteres de colina y ácidos grasos y productos cosméticos que comprenden tales ésteres. Los ésteres se dice que tienen actividad bactericida y tienen la fórmula R-C (O) -O- (CH2) 2-+ (CH3) 3X~ , en donde R grupo alquilo C6-C36 y X" es un halogenuro, nitrato, fosfato, tosilato o metansulfonato. También estos ésteres pueden usarse como un agente emulsificante de acuerdo con la presente invención.

Otro grupo de agentes emulsificantes catiónicos son el grupo de derivados de éster de colina de la fórmula (III) : X"(R3)3N+- [C(R4)2]P-Z-C(0) -R5 (III) en donde X" es un contraión, por ejemplo un grupo de sulfonato o un haluro, R3 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, p es 1 ó 2 (preferiblemente 2) , R4 es ya sea hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, Z es ya sea O, ó NH, y R5 es un grupo que tiene la fórmula CnH2(2n -m)+i# en donde m indica el número de enlaces dobles carbono- carbono, con 6 = n = 12 y 0 = m = 3, o un grupo que tiene la fórmula CnH2n+i, en donde 1 = n = 24. Si el grupo alquilo comprende 3-6 átomos de carbono, también puede tener una estructura cíclica y puede incluir una hasta dos heteroátomos seleccionados del grupo de nitrógeno y oxígeno. Cuando X- es un sulfonato, se prefiere que X- es un sulfonato de monoalquilo Ci-Ci2, en donde el grupo alquilo puede ser lineal o ramificado y/o puede opcionalmente interrumpirse por uno o más heteroátomos seleccionados de O y N. Si X" es un haluro, puede en principio ser F" , Cl", Br" o I". Sin embargo, se prefiere que X" es Cl".

De acuerdo con la presente invención, se prefieren los agentes emulsificantes catiónicos, en particular aquellos de acuerdo con las fórmulas (II) y (III) . Más preferiblemente, los agentes emulsificantes catiónicos son los derivados de éster de colina de acuerdo con la fórmula (III) .

Los materiales base que se usan para la preparación de los agentes emulsificantes catiónicos de acuerdo con las fórmulas (II) y (III) son completamente de origen vegetal o natural. Los agentes emulsificantes catiónicos de acuerdo con las fórmulas (II) se describen en la US 2007/0243321. Los agentes emulsificantes catiónicos de acuerdo con las fórmulas (III) se derivan básicamente de colina y ácidos grasos. Por lo tanto, estos agentes emulsificantes catiónicos son altamente biodegradable y son por lo tanto deseados por razones ambientales .

Los agentes emulsificantes catiónicos de acuerdo con la fórmula (III) pueden prepararse por varios métodos. De acuerdo con un primer método, un ácido graso R5C(0)OH o un derivado adecuado del mismo, preferiblemente el cloruro ácido R5C(0)C1, se hace reaccionar con una colina (coline per se tiene la fórmula X" (R3 ) 3N+-CH2CH2OH) o un derivado de colina de acuerdo con la fórmula (IV) : X"(R3)3N+- [C(R4)2]P-Y (IV) en donde Y es ya sea OH o Cl y en donde R3 , R4 y p son como se definen arriba.

Alternativamente, un éster de alquilo inferior de ácido graso R5C(0)OR3 puede hacerse reaccionar con (R3) 2N- [C (R4) 2] p-OH para proporcionar un amino alquilester terciario del ácido graso, seguido por cuaternización con un haluro de alquilo R3X (en donde X es cloro, bromo o yodo) o un sulfato de dialquilo (R3)2S04. Alternativamente, un alcohol R5-OH puede hacerse reaccionar con ácido cloroacético (C1-CH2-C02H) o un derivado, tal como cloruro de cloroacetilo C1-CH2-C (0) Cl, para el éster correspondiente seguido por reacción de una amina de acuerdo con la fórmula (R3)3N, para proporcionar una betaína de acuerdo con la fórmula (II) .

La presente invención por lo tanto también se refiere a un método para la preparación de un derivado de éster de colina de acuerdo con la fórmula (III) : X" (R3 ) 3N+- [C(R4)2]P-Z-C(0) -R5 (III) en donde X" es un contraión, por ejemplo un grupo de sulfonato o un haluro, R3 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, R4 es ya sea hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, p es 1 ó 2, Z es ya sea O, ó NH, y R5 es un grupo que tiene la fórmula CnH2(2n . m)+i, en donde m indica el número de enlaces dobles carbono-carbono, con 6 = n = 12 y 0 = m = 3, en donde el grupo alquilo opcionalmente tiene una estructura cíclica y opcionalmente incluye uno hasta dos heteroátomos seleccionados del grupo de nitrógeno y oxígeno cuando el grupo alquilo comprende 3-6 átomos de carbono, en donde un compuesto de ácido graso R5C(0)P, en donde P es OH ó Cl , se hace reaccionar con un derivado de colina de acuerdo con la fórmula (IV) : X"(R3)3N+- [C(R4)2]P-Y (IV) en donde Y es ya sea OH o Cl y en donde R3 , R4 y p son como se definen arriba.

La presente invención por lo tanto se refiere además a un método para la preparación de un compuesto de éster de colina de acuerdo con la fórmula (III) : X"(R3)3N+- [C(R4)2]P-Z-C(0) -R5 (III) en donde X" es un contraión, por ejemplo un grupo sulfonato o un haluro, R3 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, R4 es ya sea hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, Z es ya sea 0, o NH, y R5 es un grupo que tiene la fórmula CnH (2n - m>i+/ en donde m indica el número de enlaces dobles carbono-carbono, con 6 = n = 12 y 0 = m = 3, en donde el grupo alquilo opcionalmente tiene una estructura cíclica y opcionalmente incluye uno hasta dos heteroátomos seleccionados del grupo de nitrógeno y oxígeno cuando el grupo alquilo comprende 3-6 átomos de carbono, en donde un compuesto R5-PH (en donde P es O, NH o NR3, preferiblemente 0) se hace reaccionar con ácido cloroacético (C1-CH2-C02H) o cloruro de cloroacetilo C1-CH2-C(0)C1 al éster correspondiente R5-P-C (0) -CH2-C1 seguido por reacción del éster o amida con una amina de acuerdo con la fórmula (R3)3N, en donde R3 y R5 tienen el significado indicado arriba.

La emulsión de acuerdo con la presente invención se puede usar para recubiertas de superficie, capas de enlace, capas de impregnación, materiales de recubrimiento denso y materiales de recubrimiento semi-denso que son moldeables en frío o almacenables .

Las emulsiones de acuerdo con la presente invención se pueden basar en materiales sintéticos que se usan en lugar de la fase de bitumen/aceite como se describe por ejemplo en US 20070105987, incorporada como referencia en la presente. En particular, tales emulsiones tienen un color bajo y comprenden un aceite nafténico que tiene un contenido total de nafténicos de 35 % - 80 % en peso, basado en el peso total del aceite nafténico, y un petróleo o resina de hidrocarburo sintético, en donde la relación del aceite nafténico y el petróleo o resina de hidrocarburo sintético está entre 10:90 hasta 90:10. Adicionalmente , el aceite nafténico tiene preferiblemente una viscosidad cinemática (100°C) de 20 - 150 cSt de acuerdo con ASTM D 445, más preferiblemente de 25 -120 cSt y más preferiblemente de 30 - 100 cSt. Adicionalmente, el aceite nafténico además comprende poliaromáticos y el contenido del mismo es preferiblemente menor que 10% en peso, más preferiblemente menor que 5% en peso. El Contenido de azufre también es relativamente bajo. Se prefiere que el contenido de azufre de acuerdo con ASTM D 323 es inferior a 5% en peso, más preferiblemente inferior a 2.5% en peso y más preferiblemente inferior a 1.0 % en peso. Todos estos datos se basan en el peso total del aceite. También, el aceite nafténico es preferiblemente muy ligero en color. En consecuencia, se prefiere que el aceite nafténico tiene un color de menor que 100,000 APHA como se determina de acuerdo con ASTM 5386, más preferiblemente menor que 50,000 APHA. Estos aceites claros y transparentes permiten el uso de cantidades de pigmento que son menores que el común, por ejemplo, 1.5% en peso. Por ejemplo, si un aceite basado en un extracto obtenido por extracción de furfural de un aceite pesado refinado (que tiene usualmente un color de más que 100,000 APHA), la cantidad de pigmento debe ser al menos 2% en peso. Tales emulsiones de bajo color puede también comprender aceites tales como Shell BFE y Plaxolene® 50 de Total .

Las emulsiones de acuerdo con la presente invención pueden además comprender una cera como por ejemplo se describe en US 2007199476, incorporada como referencia en la presente, en particular ceras Fischer Tropsch y ceras basadas en EBS . En particular, La cera Fischer Tropsch tiene un punto de congelación de entre 85 y 120°C y un PEN a 43 °C, expresado en 0.1 mm, cuando se determina por IP 376 mayor que 5.

Las emulsiones bituminosas preferidas (elastómero modificado) de acuerdo con la presente invención se pueden caracterizar como sigue: 1. Penetración de bitumen recuperado > lOOxlO"1 mm índice de Ruptura * Estabilidad de Almacenamiento < 1.35, preferiblemente < 1.2, más preferiblemente < 0.9, en donde el índice de ruptura no es más que 90 y la estabilidad de almacenamiento no es más que 0.015. El índice de ruptura se determina de acuerdo con NEN-EN 13075-1 (cf. Tabla 4 del Ejemplo 3) y la estabilidad de almacenamiento se determina de acuerdo con NEN 12847 (cf. Tabla 8 del Ejemplo 5; expresado en %, así que los valores se deben dividir por 100%) . 2. Penetración de bitumen recuperado < lOOxlO"1 mm índice de ruptura * Estabilidad de Almacenamiento < 1.8, preferiblemente < 1.5, más preferiblemente < 1.1, más preferiblemente < 0.9, en donde el índice de ruptura no es más que 120 y la estabilidad de almacenamiento no es más que 0.015%. El índice de ruptura se determina de acuerdo con NEN-EN 13075-1 (cf. Tabla 4 del Ejemplo 3) y la estabilidad de almacenamiento se determina de acuerdo con NEN 12847 (cf. Tabla 8 del Ejemplo 5 expresado en %, así que los valores se deben dividir por 100%) .

EJEMPLOS Ejemplo 1 Una mezcla de escleroglucano (Actigum® CS 6 adquirido de IMCD, los Países Bajos) con un aceite vegetal de grado alimenticio (adquirido de Mosselman N. V., Bélgica, o Heybroek B. V., los Países Bajos) se preparó al mezclar los dos componentes a temperatura ambiente en una relación de peso de 1:2. El aceite vegetal de grado alimenticio está protegiendo las partículas de escleroglucano a conglomerado en un medio acuoso y por lo tanto se obtiene una dispersión homogénea cuando esta mezcla se agrega a agua mientras se agita .

Las emulsiones se produjeron de acuerdo con el siguiente procedimiento. A 99,232 unidades de peso de agua a una temperatura de alrededor de 60°C, 0.428 unidades de peso de una solución de ácido clorhídrico al 30% se agregaron mientras se agita suavemente. Después de la adición de 0.24 unidades de peso de Redicote® E9 emulsificador de amina grasa (adquirido de Akzo Nobel) al agua, se agregó 0.1 unidades de peso de la mezcla de aceite de grado alimenticio escleroglucano (1:2). Tanto el agua como un bitumen suave, esto es, bitumen Exxon Mobile con una penetración que varía desde 160 - 220x1o"1 mm (ex-Exxon Mobile refinería de Amberes, Bélgica) se alimentaron a una unidad de emulsificación Atomix (Emulbitume, Francia) y se emulsificaron a un aceite en emulsión de agua (O/W) que tiene un contenido de agua de alrededor de 40% en peso de agua. La estabilidad de almacenamiento se determinó después de seis días. Al parecer, no había ocurrido la separación de la emulsión. Las composiciones y propiedades de las emulsiones se resumen en Tabla 1.

Tabla 1 En los ejemplos presentados a continuación el contenido de emulsificador, el contenido de la mezcla de aceite de grado alimenticio - escleroglucano (1:2) o el contenido de otros polisacáridos son variados. En estos ejemplos el contenido de agua se ajusta de tal forma que la mezcla total contiene 100 unidades de peso de material.

Ejemplo 2 Las soluciones acuosas de escleroglucano se prepararon por disolución del polímero a 50°C. Las cantidades del escleroglucano (Actigum® CS 6 adquirido de IMCD, Los Países Bajos) - mezcla de aceite de grado alimenticio agregadas se varió de 0 hasta 1 unidades de peso. La solución acuosa tuvo un pH de 1.9. Las soluciones se almacenaron a 50°C durante 7 días y posteriormente a 60°C durante 5 días. Esto resulto en una disminución de viscosidad insignificantemente pequeña. Los datos de viscosidad (cP) se determinaron usando un reómetro Brookfield tipo DV-11 + equipado con un eje tipo 2, y los resultados se resumen en la Tabla 2.

De los datos de viscosidad mostrados en la Tabla 2 parece que las soluciones fueron estables durante al menos 12 días cuando se almacena en una temperatura de 50 °C o aún mayor .

Los experimentos similares se realizaron con otros polisacáridos, por ejemplo, almidón y celulosa, incluyendo Natrosol® Plus 331 y 430 (hoja de datos 23.103-E5) de Hercules, y derivados de estos polisacáridos, pero para todos estos materiales la viscosidad disminuyó significativamente en tiempo.

Tabla 2 Ejemplo Comparativo 1 Una emulsión que tiene una fase acuosa de alrededor de 41 % en peso se preparó de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 1 con la excepción de que en lugar de un bitumen 160-200 se usó un bitumen 20-30X10"1 mm (ex-Total refinería en Dunkerque, Francia) y que el escleroglucano se sustituyó por Natrosol® 250 HR (una hidroxietilcelulosa; adquirida de Barentz, Hoofddorp, Los Países Bajos) . Las cantidades del Natrosol® - mezcla de aceite de grado alimenticio (1:2) agregadas fueron 0.22 % en peso, 0.59 % en peso y 0.80 % en peso, respectivamente. La muestra que comprende 0.80 % en peso de Natrosol® además se analizó. La fase acuosa fue 41.0 % en peso. La viscosidad de la muestra fue 40 s (ISO 4 mm, 25 °C medido de acuerdo con NEN 3947) . El pH de la fase acuosa fue 2.3. El índice de ruptura de acuerdo con NEN-EN 13075-1; a 20°C) fue 97. Todas estas emulsiones fueron estables durante al menos una semana cuando se almacena en una temperatura de 22 °C. Sin embargo, después de tres semanas, una capa de bitumen que tiene un espesor de alrededor de 5 mm se formó en el fondo del recipiente de almacenamiento. Las emulsiones no se pueden restaurar u homogenizar por agitación. Este ejemplo por lo tanto demuestra la inconveniencia de polisacáridos tales como hidroxietilcelulosas como agentes estabilizadores ya que una caída importante en la viscosidad se observa cuando estos materiales se almacenan a temperaturas > 50 °C en un medio ambiente ácido (pH ~ 2) .

Ejemplo Comparativo 2 Las soluciones se prepararon de acuerdo con el procedimiento descrito en Ejemplo Comparativo 1 pero en este caso con la adición de contenidos que varían del Natrosol® -mezcla de aceite de grado alimenticio en lugar de la mezcla de aceite de grado alimenticio escleroglucano (1:2). Las emulsiones se almacenaron a 50°C durante 11 días. Los datos de viscosidad (cP) determinados usando un reómetro Brookfield tipo DV-11+ equipado con un eje tipo 2 se resumen en la Tabla 3.

Tabla 3 Los datos en la Tabla 3 claramente muestran que Natrosol® es un estabilizador de emulsión menos eficiente que escleroglucano ya que la viscosidad, en particular en concentraciones altas del estabilizador de emulsión, disminuye .

Ejemplo 3 Las emulsiones bituminosas se produjeron de acuerdo con el procedimiento como se describió en el Ejemplo 1, pero con diferente Actigum® CS 6 - mezclas de aceite de grado alimenticio (1:2) que varían desde 0.0 hasta 0.2 % en peso (0.0 - 0.067 % en peso de escleroglucano) . Estas mezclas contienen alrededor de 83 % en peso de Actigum® CS 6 puro, basado en el peso total de la mezcla, en donde lo restante es humedad. Por lo tanto, un valor de 0.05% (cf. por ejemplo, Tabla 4) corresponde a una cantidad de alrededor de 0.0042 % en peso de Actigum® CS 6 puro. Estos valores corregidos se muestran en paréntesis.

Tabla 4 Método de 0% 0.05% 0.07% 0.09% 0.1% 0.2% análisis (0.0042 (0.0058 (0.0075 (0.0083 (0.0166 %) %) %) %) %) Contenido EN 1428 42.1 41.9 42.0 41.6 42.3 42.6 de agua % Tiempo de NEN 3947 23 28 30 32 28 33 efluj o (25°C en seg) PH EN 12850 2.3 2.4 2.4 2.4 2.3 2.3 índice de NEN-EN 86 89 87 88 87 87 rompimiento 13075-1 (20°C) Solamente un incremento ligero en la viscosidad se observa en el incremento de contenido de Actigum® CS 6. Notar que el Actigum® CS 6 agregado es solamente una tercera parte de la mezcla de Actigum® CS 6 - aceite de grado alimenticio (1:2).

Todas estas muestras se sometieron a la prueba de estabilidad de almacenamiento EN 12847 después de 7 días de almacenamiento a temperaturas ambiente (18 - 22 °C) y los resultados se presentan en la Tabla 5.

Tabla 5 % en peso % de % de capa % de capa ST = % de Actigum® CS contenido de superior inferior capa 6-mezcla de agua inicial superior aceite de - capa grado inferior alimenticio (1:2) 0.0% 42.1 50.2 36.5 13.7 0.05% 41.9 43.6 40.7 2.9 (0.0042%) 0.07% 42.0 42.9 40.9 2.0 (0.0058%) 0.09% 41.6 42.5 41.3 1.2 (0.0075%) 0.1% 42.3 43.0 41.5 1.5 (0.0083%) 0.2% 42.6 43.2 42.5 0.7 (0.0166%) La estabilidad de almacenamiento se mejora notablemente, cuando solamente se agrega una cantidad muy pequeña de Actigum® CS 6.

Ejemplo 4 Las emulsiones se prepararon de acuerdo con el procedimiento como se describió en el Ejemplo 1 de 160-220 10"1 mm bitumen (ex-ExxonMobil , Amberes, Bélgica refinery) , de bitumen 20-30X10"1 mm (refinería ex-Total Dunkerque, Francia) y de 35-50X10"1 mm bitumen (refinería ex-Total Dunkerque, Francia) . La cantidad de la mezcla Actigum® CS 6 -aceite de grado alimenticio (1:2) agregada se varió entre 0.0 % en peso y 0.2 % en peso. Todas las emulsiones demuestran excelente estabilidad de almacenamiento. Las emulsiones se aplicaron sobre tapas de acero inoxidable (0.45 kg/m2) y se secaron bajo condiciones ambientales. Después de que las emulsiones se habían secado (después de 3 hr) , las tapas se pesaron y la superficie de las tapas se inspeccionó visualmente. La superficie se inspeccionó manualmente y visualmente. La emulsión de secado se juzgó como "seco" cuando la emulsión se solidificó visualmente y se liberó sin bitumen al dedo mientras se toca. La emulsión de secado se juzgó como "emulsión" cuando se observó la solidificación no visual y la viscosidad fue todavía baja. La fase intermedia entre "seco" y "emulsión" se juzgó como la fase de "queso", esto es, cuando la viscosidad de la emulsión de secado ha aumentado significativamente, pero el material todavía libera bitumen mientras se toca. Los datos se resumen en la Tabla 6.

Tabla 6 Aunque el análisis no es completamente cuantitativo, la tabla muestra que emulsiones bituminosas estable a almacenamiento, ruptura rápido se pueden producir de bitumen de bajo grado de penetración, aún tan bajo como una penetración de 20 - 30X10"1 mm.

Ejemplo 5 Las emulsiones bituminosas se produjeron de acuerdo con el procedimiento como se describió en el Ejemplo 1 pero diferentes grados de bitumen se usaron ahora en este ejemplo, esto es, 40 - 60X10"1 mm (refinería ex-Total Amberes Bélgica), 35 - 50X10"1 mm y 20 - 30X10"1 mm (ambos de refinería ex-Total Dunkerque Francia. Para estas emulsiones, se usó una cantidad doble de la mezcla Actigum® CS 6 - aceite de grado alimenticio (1:2) propiedades de Emulsión (0.2% en peso) se enlistan en la Tabla 7 a continuación.

Tabla 7 Tabla 8 % De contenido Contenido de Contenido ST = % De de agua agua de agua capa inicial % De capa % De capa superior - superior inferior capa inferior 20-30 41.2 41.4 40.1 1.3 10"1 mm 35-50 41.1 41.4 40.2 1.2 10"1 mm 40-60 41.2 41.7 40.7 1.0 10"1 mm La estabilidad de almacenamiento se midió de acuerdo con NEN 12847 después de 7 días de almacenamiento a temperaturas ambiente (18 - 22°C) y los resultados se presentan en la Tabla 8.

Este ejemplo claramente demuestra que emulsiones bituminosas muy estables al almacenamiento se pueden producir al usar solamente una pequeña cantidad de Actigum® CS 6 en la fase de agua.

Ejemplo 6 Una emulsión bituminosa se preparó de acuerdo con el procedimiento como se describió en el Ejemplo 1. Un bitumen 40 - 60X10"1 mm se usó (refinería ex-Total Amberes Bélgica) y 0.14 unidades de peso de una mezcla Actigum® CS 6 - aceite de grado alimenticio (1:2) se usó. Antes de la emulsificación, la mezcla de agua se filtró usando un filtro de lana de vidrio para partículas Actigum® CS 6, que no se disolvieron, se removieron de la fase acuosa. Esto no fue posible para cuantificar la cantidad de Actigum® CS 6 recuperada por la filtración como la mayoría del material se filtró completamente. Sin embargo, los resultados con respecto a la estabilidad de almacenamiento de la emulsión usada fueron similares como la estabilidad de almacenamiento para el material no filtrado. Los resultados se presentan en la Tabla 9.

Tabla 9 Tabla 10 % De Contenido de Contenido ST = % De contenido de agua de agua capa agua inicial % en capa % en capa superior - superior inferior capa inferior 40-60 10"1 43 , 9 44, 4 43 , 0 1,4 mm (filtrado) 40-60 10"1 41.2 41, 7 40 , 7 1,0 mm (no filtrado) Ejemplo 7 Un desafío es emulsificar un bitumen 10 - 20X10"1 mm (refinería ex Total Dunkerque Francia) como este material es un material tipo vidrio con un punto de debilitamiento relativamente alto (temperatura de anillo y bola >> 55°C) .

El proceso de emulsificación con la adición 0% Actigum® CS 6 (Muestra I) no fue estable. Sin embargo, es posible colectar una muestra que fue estable durante al menos un día. Las propiedades de la muestra se presentan en la Tabla 11. La emulsificación con la adición 0.2 % en peso de una mezcla Actigum® CS 6 - aceite vegetal de grado comestible (1:2) (Muestra II) fue mucho más suave y fue posible para ' roducir continuamente una emulsión homogénea.

Tabla 11 La estabilidad de almacenamiento de estas muestras se juzgó visualmente (Tabla 12) .

Tabla 12 Ejemplo 8 Se produjo una cubierta pegajosa sin guías en una gran escala de un bitumen 20 - 30X10"1 mm fabricado por Total Dunkerque, Francia. Hasta alrededor de 10.000 L de agua, se agregó HC1 para obtener un pH de 1.8, y 0.24% en peso de emulsificador Redicote® E9 de amina grasa (adquirido de Akzo Nobel) y 0.14 % en peso de una mezcla espesa que consiste de 1 parte en peso de un escleroglucano comercialmente disponible (Actigum® CS 6 adquirido de IMCD, los Países Bajos) y se agregaron 2 partes en peso de un Aceite de Girasol (Grado Alimenticio, adquirido de Heybroek B.V., Los Países Bajos) . Esta mezcla se homogenizó durante 5 minutos a una temperatura de 48°-52°C. El bitumen se enfrió por debajo de la temperatura de liberación de alrededor de 190°C hasta 150°C. El agua, que contiene escleroglucano y emulsificador, y el bitumen se alimentaron a un molino coloidal, SM-290/HK tipo Siever® en una relación de volumen de alrededor de 2:3 en un rendimiento total de aproximadamente 157 kg/min. La emulsión obtenida se bombeó posteriormente a través de un intercambiador de calor y se enfrió por debajo de una temperatura de 30°C. Después de la producción, esta emulsión se mezcló en una relación de alrededor de 9:1 con una cubierta viscosa comercialmente disponible basada en bitumen 160 - 210, que se obtuvo de Latexfalt B.V. Koudekerk aan den Rijn, Los Países Bajos. Las propiedades resultantes de esta emulsión se enlistan en la Tabla 13.

Tabla 13 La cubierta viscosa obtenida se roció por un contratista tercero MNO-Vervat , usando una barra de rocío Bremag equipada con boquillas estándares para rociado de cubierta viscosa. No se tomaron mediciones adicionales por el operador comparadas con el rociado de cubiertas viscosas comercialmente disponible y bombeo, filtración y rociado se llevaron a cabo en una forma estándar. La ruptura de la emulsión ocurrió dentro de un marco de tiempo de 2 minutos después de la aplicación y se obtuvo una película de cubierta viscosa homogénea, viscosa. Durante uno de los trabajos, comenzó a llover 20 minutos después de la aplicación y no se observó lixiviación de bitumen a la fase de agua. El tráfico de la cubierta viscosa por camiones de asfalto 10 minutos después de la aplicación no resultó en contaminación de los neumáticos del camión por la cubierta viscosa bituminosa y la deposición posterior de bitumen sobre asfalto limpio o superficies concretas.

Ejemplo 9 Aparato y materiales La caracterización molecular de los compuestos preparados se realizó por espectroscopia RMN usando un Varían Mercury Vx 400 MHz, donde los espectros se registraron en una temperatura de 298 K, y espectroscopia infrarroja usando un Perkin Elmer 1600 FT-IR.

Los reactivos, catalizadores, químicos, materiales y solventes se obtuvieron comercialmente y se usaron sin purificación adicional excepto diclorometano, el cual se destiló de mallas mol para remover agua y etanol y se almacenó en mallas mol. Las mallas mol que se usaron se secaron en un horno a 500°C.

Cloruro de octadecanoilo : Una solución de cloruro de oxalilo (53.5 g, 422 mmol) en 150 mL de cloroformo se agregó gota a gota a una solución de ácido esteárico (30.0 g, 105 mmol) en 250 mL de cloroformo. Después de la agitación durante la noche a temperatura ambiente la solución se concentró y se co-evaporó dos veces con cloroformo. El secado bajo vacío durante 1 hora proporcionó un rendimiento cuantitativo de un sólido blanco. 1H-RMN (CDC13) : d = 2.85 (t, 2H) , 1.70 (q, 2H) , 1.30 (m, 28H) , 0.85 (t, 3H) ppm . 13C-R N (CDC13): d = 173.6, 47.1, 31.9, 29.7, 29.7, 29.6, 29.5, 29.4, 29.3, 29.1, 28.4, 25.1, 22.7, 14.1 ppm. FT-IR: v = 2292, 2853, 1799 (C=0 elasticidad), 1466, 953, 720, 680 cm'1.

N,N,N-trimetil-2- (estearoiloxi) etan- 1-aminio : Una solución de cloruro de octadecanoilo (35.0 g, 116 mmol) y cloruro de colina (Me3N+Cl~) -CH2CH2-OH (16.1 g, 116 mmol) en 400 mL de diclorometano se puso a reflujo durante la noche. La solución se concentró y diluyó con 400 mL de éter de dietilo dando un precipitado. El precipitado se colectó por filtración y se lavó a fondo con éter de dietilo. El producto crudo se disolvió en acetonitrilo de reflujo (250 mL) . Después del enfriamiento a aproximadamente 70°C el precipitado se filtró completamente, se lavó con acetonitrilo tibio y se secó. El producto crudo se disolvió en THF de reflujo (250 mL) . Después del enfriamiento a aproximadamente 55°C el precipitado se filtró y se lavó con THF tibio. Durante la noche el secado en un horno al vacio a 40°C proporcionó 33.8 g (72%) de un polvo blanco. 1H - RMN (CDC13) : d = 4.58 (t, 2H) , 4.17 (t, 2H) , 3.58 (s, 9H) , 2.37 (t, 2H) , 1.60 (q, 2H) , 1.30 (m, 28H) , 0.85 (t, 3H) ppm . 13C-RMN (CDC13) : d = 172.7, 64.7, 57.8, 54.1, 34.0, 31.9, 29.6, 29.6, 29.6, 29.4, 29.3, 29.2, 29.1, 24.6, 22.6, 14.1 ppm. FT-IR: v = 3407, 2919, 2850, 1731 (C=0 elasticidad) , 1473, 1154 (C-0 elasticidad) , 952, 718 era"1. 2 -Cloroacetato de octadecilo: Una solución de 1-octadecanol 5 (50 g, 180 mmol) , ácido cloroacético (17.5 g, 180 mmol) y ácido sulfúrico concentrado (0.1 mL) en 350 mL de tolueno se puso a reflujo durante la noche en un matraz equipado con una trampa Dean-Stark. La solución se diluyó con 500 mL de éter de dietilo y se extrajo dos veces con una solución de bicarbonato saturado (500 mL) . La fase acuosa se extrajo posteriormente con 400 mL de éter de dietilo. Las capas orgánicas combinadas se secaron con sulfato de sodio y se evaporaron in vacuo proporcionando un sólido café, que se usó sin purificación adicional. 1H-RMN (CDC13) d = 4.20 (t, 2H) , 4.07 (s, 2H) , 1.68 (q, 2H) , 1.30 (m, 30H), 0.89 (t, 3H) ppm . FT-IR: v = 2919, 2851, 1749 (C=0 elasticidad), 1333, 1208 (C-0 elasticidad), 786 era"1.

N, N, N- trimetil - 2 - (octadeciloxi) -2 -oxoetan- 1-aminio : A 2-cloroacetato de octadecilo (64 g, 180 mmol) se le agregó 176 mL de un 27% en peso de solución de trimetilamina en éter de dietilo. Durante la noche la agitación bajo una atmósfera cerrada a temperatura ambiente proporcionó un precipitado, el cual se colectó por filtración. El lavado con 750 mL de éter de dietilo proporcionó un sólido blanco opaco. El filtrado colectado se evaporó in vacuo proporcionando 27 g de un sólido ligeramente amarillo que consiste de octadecil 2-cloro acetato sin reaccionar. A este sólido se le agregó nuevamente 74 mL de una solución 27 % en peso de trimetilamina en éter de dietilo. Durante la noche la agitación bajo una atmósfera cerrada a temperatura ambiente proporcionó un precipitado, el cual se colectó por filtración. El lavado con 375 mL de éter de dietilo proporcionó un sólido blanco. Los sólidos residuales de reacción 1 y 2 se combinaron y secaron en un horno al vacio en 40°C proporcionando 60 g (80%) del producto deseado. 1H-RMN (CDC13) : d = 5.07 (s, 2H) , 4.19 (t, 2H) , 3.69 (s, 9H) , 1.64 (q, 2H) , 1.25 (m, 30H) , 0.89 (t, 3H) ppm. 13C-RMN (CDC13) : d = 165.0, 66.7, 62.9, 54.0, 31.9, 29.6, 29.6, 29.5, 29.4, 29.3, 29.1, 28.2, 25.6, 22.6, 14.1 ppm. FT-IR: v = 2918, 2849, 1731 (C=0 elasticidad) , 1471, 1262, 1215, (C-0 elasticidad) , 722 cm"1.

Ejemplo 10 Una emulsión bituminosa fue re-producida de acuerdo con la descripción dada en el Ejemplo 1 (Muestra Ref) . Otras dos emulsiones se produjeron de acuerdo con el mismo procedimiento, sin embargo, para estas emulsiones los dos nuevos bio-emulsif icadores , a saber, la betaína y la colina basadas en emulsif icadores , se usaron como se describió en el Ejemplo 9 como un subtítulo para el emulsif icador Redicote® E9 de amina grasa. Para la betaína (Muestra I) , 0.6 unidades de peso se usaron y para la colina (Muestra II) 0.5 unidades de peso se usaron para la formulación de la fase de agua. Las propiedades de las emulsiones se enlistan en la Tabla 14.

Tabla 14 También con estos emulsificadores bio-compatibles , que tienen una muy baja eco- toxicidad, se obtiene una excelente estabilidad de almacenamiento de las emulsiones como se muestra en la tabla a continuación.

La estabilidad de almacenamiento de estas muestras después de 7 días, medidas de acuerdo con el método EN 12847 de análisis, se presenta en la Tabla 15.

Tabla 15 Las fracciones de la parte baja en las capas superiores se colectaron y el tamaño de partícula promedio y la fracción de volumen con un tamaño de partícula > 8 ym se determinaron de acuerdo con el método descrito abajo.

Tabla 16 Medición de distribución de tamaño de partícula La distribución de tamaño de partícula de las emulsiones se midió usando un analizador de tamaño de partícula Microtrac S3500. Una parte de la emulsión se diluye con una parte de agua a la cual se agregó 0.5% TEGO ADDIBIT EK7A (adquirido de Goldschmidt GmbH, Essen, Alemania) . Una gota de la emulsión diluida se alimenta al analizador de tamaño de particular y después de tres mediciones consecutivas (1.5 minutos por medida) el tamaño de partícula promedio (Mv en ym) y la fracción de volumen de partículas por arriba de un cierto diámetro (partículas > 8 ym en %) se calculan de estas mediciones por el programa de computadora suministrado por el fabricante del Microtrac S3500. Los valores calculados son los valores promedio de las tres mediciones.

Claims (16)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Una emulsión, caracterizada porque comprende 0.005 % en peso hasta 0.02 % en peso de escleroglucano, con base en el peso total de la emulsión.

2. La emulsión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la emulsión comprende 0.005 % en peso hasta 0.015 % en peso de un escleroglucano no modificado, con base en el peso total de la emulsión.

3. La emulsión de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque la emulsión es una composición aglutinante bituminosa.

4. La emulsión de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque la composición aglutinante bituminosa comprende un agente emulsificante seleccionado del grupo que consiste de agentes emulsificantes aniónicos, catiónicos, no iónicos y anfotéricos .

5. La emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque la emulsión comprende un agente emulsificante biodegradable.

6. La emulsión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el agente emulsificante biodegradable se selecciona del grupo que consiste de: (a) ésteres de betaína de la fórmula (II) : X" (R3)3N+-C(R4)2-C(0) -Z-R5 (II) en donde X es un contraión, preferiblemente un grupo sulfonato hidrocarbilo C1-C12, R3 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, R4 es ya sea hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, Z es ya sea 0 ó NH, y R5 es un grupo que tiene la fórmula CnH2 (2n - m)+i, en donde m significa el número de enlaces dobles carbono carbono, con 6 < n < 12 y 0 < m < 3, y en donde el grupo hidrocarbilo sulfonato es un grupo alquil sulfonato lineal o ramificado, un grupo aril sulfonato, un grupo alcaril sulfonato, y grupo arilalquil sulfonato o una mezcla de los mismos; y (b) derivados de éster colina de la fórmula (III) : X"(R3)3N+- [C(R4)2]P-Z-C(0) -R5 (III) en donde X" es un contraión, por ejemplo, un grupo sulfonato o un haluro, R3 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, p es 1 ó 2, R4 es ya sea hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 hasta 6 átomos de carbono, Z es ya sea 0, o NH, y R5 es un grupo que tiene la fórmula CnH2(2n- m)+i, en donde m significa el número de enlaces dobles carbono carbono, con 6 < n < 12 y 0 < m < 3, o un grupo que tiene la fórmula CnH2n+i# en donde 1 < n < 24, y en donde el grupo hidrocarbilo sulfonato es un grupo alquil sulfonato lineal o ramificado, un grupo aril sulfonato, un grupo alcaril sulfonato, y grupo arilalquil sulfonato o una mezcla de los mismos.

7. La emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 - 6, caracterizada porque el aglutinante bituminoso se selecciona del grupo que consiste de bitumen parafínico y nafténico.

8. La emulsión de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el bitumen tiene una penetración de 100 10" mm de acuerdo con ASTM D5-97 o menos.

9. La emulsión de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el bitumen tiene una penetración de más que 100 10"1 mm de acuerdo con ASTM D5-97.

10. La emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 - 9, caracterizada porque la composición aglutinante bituminosa comprende un elastómero.

11. La emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 - 10, caracterizada porque la composición aglutinante bituminosa comprende una mezcla de bitumen duro y bitumen suave.

12. La emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 11, caracterizada porque el agente emulsificante biodegradable está comprendido en una cantidad de alrededor de 0.01 hasta alrededor de 20 % en peso, con base en el peso total de la emulsión.

13. La emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 11, caracterizada porque la penetración de bitumen recuperada de la emulsión bituminosa es más que 100 10"1 mm de acuerdo con AST D5-97, y en donde el índice de ruptura del producto * Estabilidad de Almacenamiento < 1.35, con la condición de que el valor máximo para el índice de Ruptura es menor que 90 y el valor máximo para la Estabilidad de Almacenamiento es menor que 0.015.

14. La emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 11, caracterizada porque la penetración de bitumen recuperada de la emulsión bituminosa es 100 10"1 mm o menos de acuerdo con ASTM D5-97, y en donde el índice de ruptura del producto * Estabilidad de Almacenamiento < 1.8, con la condición de que el valor máximo para el índice de Ruptura es menor que 120 y el valor máximo para la Estabilidad de Almacenamiento es menor que 0.015.

15. La emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 - 14, caracterizada porque el agente emulsificante se selecciona de alquilpoliglicósidos de la fórmula (I) : R10(R20)b(Z)a (I) en donde R1 es un grupo alquilo que tiene 5 hasta 24 átomos de carbono, R2 es un grupo alquileno que tiene 2 hasta 4 átomos de carbono y Z es un grupo sacárido que tiene 5 ó 6 átomos de carbono, b es un entero que tiene un valor de 0 hasta 12 y a es un entero que tiene un valor de 1 hasta 6.

16. El uso de una emulsión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 - 13 en recubrimientos de superficie, capas de impregnación, materiales de cubierta densos y materiales de cubierta semi-densos que son moldeables en frío o almacenables .