MX2014005232A - Un compuesto para la realizacion de betun modificado para asfaltos. - Google Patents

Un compuesto para la realizacion de betun modificado para asfaltos.

Info

Publication number
MX2014005232A
MX2014005232A MX2014005232A MX2014005232A MX2014005232A MX 2014005232 A MX2014005232 A MX 2014005232A MX 2014005232 A MX2014005232 A MX 2014005232A MX 2014005232 A MX2014005232 A MX 2014005232A MX 2014005232 A MX2014005232 A MX 2014005232A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
sbs
bitumen
rubber
vulcanized
modified
Prior art date
Application number
MX2014005232A
Other languages
English (en)
Inventor
Bruno Cardinali
Original Assignee
Tecnofilm Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tecnofilm Spa filed Critical Tecnofilm Spa
Publication of MX2014005232A publication Critical patent/MX2014005232A/es

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/203Solid polymers with solid and/or liquid additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/005Processes for mixing polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L17/00Compositions of reclaimed rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2317/00Characterised by the use of reclaimed rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/08Copolymers of styrene
    • C08J2325/10Copolymers of styrene with conjugated dienes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/30Environmental or health characteristics, e.g. energy consumption, recycling or safety issues
    • C08L2555/34Recycled or waste materials, e.g. reclaimed bitumen, asphalt, roads or pathways, recycled roof coverings or shingles, recycled aggregate, recycled tires, crumb rubber, glass or cullet, fly or fuel ash, or slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/40Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
    • C08L2555/80Macromolecular constituents
    • C08L2555/84Polymers comprising styrene, e.g., polystyrene, styrene-diene copolymers or styrene-butadiene-styrene copolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D195/00Coating compositions based on bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

Se describe un método de producción de un compuesto para la realización de betún modificado para asfaltos, que comprende las siguientes etapas: molienda de caucho vulcanizado para obtener un caucho granulado vulcanizado con granulometría menor que 0.4 mm; mezclar el caucho granulado vulcanizado, SBS y lubricante en el extrusor, en donde el porcentaje en peso del lubricante se encuentra comprendido entre 1% y 50% comparado con el peso de la mezcla y el caucho granulado vulcanizado se encuentra en porcentaje en peso de 70-100% comparado con el peso de SBS; en tal forma para obtener un compuesto extruido que contiene el caucho granulado vulcanizado, SBS y lubricante.

Description

UN COMPUESTO PARA LA REALIZACIÓN DE BETÚN MODIFICADO PARA ASFALTOS La presente solicitud de patente para la invención industrial se refiere a un compuesto para la realización de betún modificado.
Aunque el término "betún" se utilizará predominantemente en la descripción siguiente, se entenderá que la presente invención se extiende al campo de asfaltos, en particular a superficies de carretera.
Los betunes son productos termoplásticos complejos compuestos de muy diferentes elementos: asfáltenos y maltenos. Los betunes tienen excelentes propiedades adhesivas, aunque deficientes propiedades mecánicas, especialmente de acuerdo con la temperatura. De hecho, los betunes tienen una dureza muy baja a temperatura ambiente (25°C). Además, a temperaturas por debajo de 0°C (frío), los betunes son rígidos y frágiles, mientras que a temperaturas por arriba de 38°C (caliente), los betunes son plásticos, suaves y muy adhesivos. Por esta razón, los betunes no pueden utilizarse para la mayoría de las aplicaciones de carretera o de construcción.
La modificación de los betunes por medio de aditivos químicos y poliméricos es extremadamente importante para modificar esencialmente la naturaleza de los betunes, por lo tanto haciendo a los betunes modificados adecuados para los más diversos usos industriales.
Se conoce la modificación de asfaltos y betunes utilizando gránulos derivados de neumáticos fuera de uso molidos. Las ventajas que pueden obtenerse a partir de estas iniciativas son tanto de naturaleza técnica como ambiental.
Los beneficios técnicos derivados del rendimiento del betún modificado con la adición de caucho granulado, es decir, reducción de ruido, tiempo de vida más prolongado de productos terminados, elasticidad considerablemente incrementada, reducción de las fracturas y su propagación en elementos fabricados. Obviamente, lo anterior es de acuerdo con la capacidad del caucho granulado para humedecerse debido a betún huésped. En otras palabras, las partículas de caucho deben hincharse y en términos químicos-físicos esto significa que el parámetro de solubilidad de los dos productos (caucho y betún) deben ser numéricamente muy cercanos a aquellos de la parte solvente del betún, la fracción malténica, puede penetrar las partículas sólidas de los granulos de caucho y forma, fuera de la partícula sólida, una fase prácticamente gelatinosa que es muy activa en adhesión y cohesión con la parte del betún restante. Por ejemplo, el Caucho de Nitrilo (NBR) se hincha considerablemente menos en betunes que el Estireno-Butadieno-Caucho (SBr). Por lo tanto, con la misma concentración y granulometría, el rendimiento del betún modificado con los gránulos NBR será considerablemente menor que aquel del betún modificado con gránulos de SBr.
Los beneficios ambientales derivados de la posibilidad de utilizar un material que puede ser difícilmente utilizado en otras actividades y se encuentra disponible en grandes cantidades, en aplicaciones altamente tecnológicas, remplazando los polímeros de elastómero de alto valor y costo.
Una modificación interesante de los betunes que se ha descubierto recientemente se refiere al uso de una variante desvulcanizada de gránulos de caucho. Esta variante permite producir una porción de material con bajo peso molecular, soluble en betún o asfalto y permite crear una superficie del gránulo residual más adecuada para la cohesión con betún, consecuentemente mejorando las características mecánicas finales. Sin embargo, tal tecnología es costosa y requiere el uso de equipo específico, tal como pirolizadores o extrusores especialmente diseñados para obtener la conversión de energía mecánica a térmica para lograr las temperaturas que son necesarias para la resolución de uniones intra e intermoleculares de productos vulcanizados. Además, tal tecnología utiliza productos molidos de neumáticos con granulometría muy alta.
Se debe considerar que la granulometría de los productos molidos obtenidos a partir de neumáticos fuera de uso u otros materiales vulcanizados similares, tales como por ejemplo suelas de zapatos, mangueras de caucho, uniones antivibración y juntas de lavadora o lavaplatos, son mucho mayores que un tamaño mínimo de 0.5 milímetros. Sus bases poliméricas se encuentran generalmente compuestas de copolímeros de Estireno-Butadieno, (SBr), Butadieno de Acrilo-Nitrilo (NBr), Etileno-Propileno-Dieno (EPDM), Caucho Natural (NR) y Polímeros de Butadieno (Br). La granulometría mayor que 0.5 milímetros reduce considerablemente la capacidad de los polvos de caucho vulcanizado para obtener cambios radicales de los betunes.
Un proceso conocido como "proceso en seco" se conoce actualmente para la producción de asfalto modificado. El proceso permite utilizar polvos derivados de productos vulcanizados en molienda (generalmente neumáticos) con un tamaño mayor que 0.4 mm, y el reemplazo de parte de la grava mineral en el asfalto con tales polvos. Tales polvos también se utilizan para producir Asfalto de Caucho obtenido con el proceso en húmedo (en fase húmeda) para obtener betunes con mejores características reológicas que el betún básico.
Sin embargo, los asfaltos y los betunes obtenidos con los procesos conocidos no son adecuados para obtener el rendimiento que se requiere actualmente por especificaciones nacionales o internacionales para aplicaciones específicas en los campos de carretera o construcción.
Diversos documentos describen betunes modificados con polvo de neumático reciclado: SINIS "Revisión de la literatura para el reciclado de subproductos en construcción de carreteras en Europa" AHMED "Uso de Materiales de desecho en la construcción de una Autopista" Departamento de transporte de los Estados Unidos "Modificador de Caucho Granulado, Notas del Taller" JEONG "Efectos de interacción de caucho granulado modificado con aglutinantes de asfalto" Estos documentos, sin embargo, no describen la producción de un compuesto extruido específico para modificar asfaltos y no especifican las cantidades de diversos componentes para obtener un rendimiento específico de asfaltos.
Se conoce que betunes modificados con caucho granulado de neumáticos reciclados se deterioran por los problemas de compatibilización del caucho granulado con betún. Tal inconveniencia se resuelve al utilizar catalizadores mezclados en betún.
La WO20011/074003 describe el uso de un catalizador para la planta de FCC (Craqueo Catalítico) que comprende petróleo y polímeros de bajo valor, tales como polímeros de poliolefina. Seguramente SBS no es un polímero de bajo valor.
KHALDOUN "El efecto de caucho granulado activado con furfural en las propiedades de asfalto ahulado" describe el uso del catalizador furfural para mejorar la adhesión del caucho granulado al betún.
De acuerdo con la técnica anterior el mejor rendimiento de los betunes modificados se obtiene con copolímeros en bloque termoplástico de Estireno-Butadieno-Estireno (SBS) en configuraciones radial o lineal que son los productos poliméricos más utilizados para modificación de betún. De hecho, tales copolímeros en bloque termoplástico (SBS) tienen mejor rendimiento en la modificación de betún, permitiendo lograr las características deseadas de reblandecimiento a alta temperatura, penetración a temperatura ambiente, y flexibilidad a baja temperatura.
Otros copolímeros en bloque pueden utilizarse en modificaciones de betún, como SBS. Existen copolímeros en bloque de Estireno-lsopreno-Estireno (SIS) y sus derivados hidrogenados SEBS y SEPS, además de otros copolímeros en bloque que pueden obtenerse con la modificación de las fases elastoméricas no basadas en mezclas de Butadieno e Isopreno, aunque apenas se utilizan en la práctica debido a su alto costo.
Los homo, copo- o ter-polímeros termoplásticos se utilizan y son utilizables para las modificaciones de betún. Se obtienen a partir de monómeros, tales como Vinil Acetato de Etileno (EVA), Etileno-Propileno (EPM), Etileno-Propileno-Dieno (EPDM), Propileno Atáctico e Isotáctico (PPa/iso), Polietileno (LLDPE, HDPE, LDPE), Polibutadieno y Polibuteno, aunque ninguno de ellos, ya sea individualmente o en combinación, pueden dar características similares a SBS.
BAHA "Comparación de laboratorio de caucho en gránulos y betún modificado con SBS y mezcla de asfalto caliente" describe una comparación entre el betún modificado con caucho en gránulos y betún modificado con SBS.
La conclusión de este documento es que el betún modificado con 5 SBS tiene mucho mejor desempeño que el betún modificado con caucho granulado. Por lo tanto, para reemplazar SBS con caucho granulado, aunque mantiene el mismo desempeño de asfalto, la relación de 1 :3 debe aplicarse, lo que significa que la cantidad de caucho granulado debe ser al menos el triple que SBS. Esto se confirma por los productos encontrados en el mercado. De hecho, i o los betunes modificados con SBS generalmente tienen una cantidad de SBS de 10% en peso. En cambio, los betunes modificados con caucho granulado tienen una cantidad de caucho granulado de 30% en peso.
La US 6 818 687 describe un betún modificado con SBS o SBr después de la vulcanización y la molienda; no se dice que el betún sea 15 simultáneamente modificado con SBS y SBr. Tal betún tiene problemas de almacenamiento y por lo tanto se agrega un regulador de viscosidad (petróleo) y un catalizador con una base ácida y sulfurosa.
La WO2008/083451 describe un producto que comprende SBS, caucho granulado y agentes de vulcanización, plastificantes, lubricantes y de 20 expansión. Un producto termoestable se obtiene y vulcaniza. Por lo tanto, tal producto no es un producto soluble en asfalto termoplástico. De hecho, tal producto se utiliza para fabricar suelas de zapato y el caucho granulado se da como carga, es decir, puede ser cualquier material que necesita tener reacciones especiales para obtener características técnicas especiales. En cualquier caso, 5 las suelas de zapato se obtienen mediante moldeo, sin extrusión.
El propósito de la presente invención es eliminar las desventajas de la técnica anterior, proporcionando un compuesto que puede utilizarse para modificar el betún, es capaz de dar el mismo rendimiento como SBS con la misma cantidad, es menos costoso y al mismo tiempo tiene altas características técnicas y de desempeño para utilizarse en carreteras y construcción de techos comparado con SBS.
Este propósito se logra de acuerdo con la invención, con las características citadas en las reivindicaciones independientes anexas.
Modalidades ventajosas aparecen a partir de las reivindicaciones dependientes.
Por medio de las pruebas experimentales, se ha descubierto que al reducir la granulometría de las partículas de caucho vulcanizado, con el parámetro de solubilidad no difiere excesivamente del betún utilizado, si es posible incrementar considerablemente el efecto de modificación del producto final.
Entre menor sea la granulometría de las partículas de caucho y más cercano sea el parámetro de solubilidad al betún utilizado, mejor será el efecto de modificación.
El parámetro de solubilidad del betún es generalmente bastante diferente del producto polimérico vulcanizado obtenido a partir de la molienda del neumático. Por esta razón, las fuerzas de cohesión adecuadas no se desarrollaron entre los dos elementos. Técnicamente hablando, el betún no consigue el caucho granulado vulcanizado suficientemente húmedo.
Se obtienen resultados considerables para partículas de caucho vulcanizado con granulometría menor que 0.4 mm, de preferencia con granulometría de 90 - 320 mieras.
Al mezclar las partículas de caucho vulcanizado con betún y betún llevado al estado de fusión, se obtiene el betún modificado, con características muy similares y comparables con los betunes modificados con el uso de los polímeros elastoméricos solamente, tal como los copolímeros en bloque de SBS, los cuales son los mejores y de mayor rendimiento de aquellos. El porcentaje en peso de las partículas de caucho vulcanizado es 4-20%, de preferencia 15% con respecto al peso total de betún modificado.
Para obtener buenos resultados, es necesario seleccionar los productos elastoméricos vulcanizados, los cuales deben tener adhesión al betún como característica. La selección de la naturaleza química del caucho granulado se hizo en el laboratorio, preparando las muestras a escala reducida del betún y las mezclas de caucho granulado vulcanizado con granulometría menor que 0.4 mm. Tales pruebas midieron la capacidad de humectación de un betún estándar con una penetración de 160/220 a 25°C en diversos tipos de caucho granulado.
Tal capacidad de humectación se midió al evaluar la flexibilidad a baja temperatura de las muestras.
Los análisis espectroscópicos infrarrojos de las muestras demostraron que los mejores resultados se obtienen con cauchos vulcanizados reciclados compuestos de polímeros del tipo Estireno-Butadieno, Butadieno e Isopreno y mezclas relevantes. Los neumáticos de vehículo son ideales para tal aplicación, que se forma en los elementos poliméricos antes mencionados, aunque en concentraciones considerablemente diferentes.
El caucho granulado vulcanizado reciclado con granulometría controlada se obtuvo a partir de la molienda, en algunos casos también crio- molienda, con el equipo proporcionado con sistemas de enfriamiento muy efectivo y adecuado para la selección de polvos al tamaño deseado.
La Tabla 1 muestra la granulometría de los polvos de caucho vulcanizado obtenidos a partir de la molienda de Neumáticos Fuera de Uso (PFU) y la selección relevante.
Tabla 1 Como se muestra en la Tabla 1 , las tres muestras de polvos de caucho vulcanizado PFU 1 , PFU 2 y PFU 3 respectivamente tienen granulometría de 318, 172 y aproximadamente 99 mieras. La granulometría se obtuvo a partir del promedio ponderado de las fracciones obtenidas durante la selección.
La Tabla 2 muestra los ejemplos de las pruebas comparativas llevadas a cabo en cinco muestras (C0, C1 , C2, C3, C4, Cp): una primera muestra (C0) compuesta de betún estándar (no modificado) con penetración de 160/220 a 25°C; las tres muestras del betún modificado (C1 , C2, C3) obtenidas al mezclar el betún estándar de la muestra CO con tres muestras de polvos de caucho vulcanizado PFU 1 , PFU 2 y PFU 3 en la relación en peso de (85/15); una quinta muestra de comparación (Cp) obtenida al mezclar betún estándar de la muestra (CO) con un copolímero en bloque de SBS de tipo radial en una relación en peso de (85/15).
Tabla 2 Las características mostradas en la tabla (Viscosidad a 180°C (mPa*s), Punto de ablandamiento (°C); Penetración a 25°C (dmm); Flexibilidad en frío (°C)) se determinaron con los siguientes métodos UNI, respectivamente: EN13 702, EN 1427, EN 1426 y EN 1 109.
Como se muestra en la Tabla 2, las pruebas en las muestras (C1 , C2, C3) del betún modificado con caucho granulado que tiene una baja granulometría mostró diferentes características comparadas con la muestra de prueba (Cp) modificada con SBS. 5 Entre menor sea la granulometría del caucho granulado, mayor será la superficie expuesta total al betún, logrando por lo tanto una mayor resistencia cohesiva total, por contacto, desarrollado entre el betún y las partículas sólidas, consecuentemente mejorando las características físicas principales del producto modificado, como se describe en la presente más adelante. i o También la Resistencia del betún modificado a temperaturas calientes incrementa cuando la granulometría de los polvos disminuye. La prueba del Punto de ablandamiento mostró que la muestra del betún modificado (C1) inicia deformando a 105°C; con la disminución de la granulometría de polvos, la temperatura en la cual el betún modificado consigue aumentos deformados. 15 Igualmente, la Resistencia a temperaturas en frío del betún modificado mejora con la reducción de la granulometría de polvos. La prueba de Flexibilidad en Frío mostró que la muestra de betún modificado (C1) inicia la rigidez y rompimiento a -15°C; con la disminución de la granulometría de polvos, la temperatura a la cual el betún modificado disminuirá el rompimiento. 20 En cambio, la dureza del betún modificado (medido a 25°C) disminuye ligeramente cuando la granulometría del polvo disminuye.
La prueba de penetración de aguja a 25°C muestra que la muestra del betún modificado (C1) sufre de una penetración de 27 dmm; con la disminución de la granulometría del polvo, la penetración de aguja incrementa 25 ligeramente. En cualquier caso, también en la muestra C3 con granulometría de polvo menor que 99 mieras, la dureza es mejor que la muestra de comparación (Cp) modificada con SBS y mucho mejor que la muestra de betún no modificada estándar (CO).
Sin embargo, las muestra (C1 , C2, C3) de los betunes modificados con caucho granulado con baja granulometría no dan resultados satisfactorios en términos de la flexibilidad en frío o resultados comparables con la muestra de prueba (Cp) representada por betún modificado con SBS. A pesar de reducir la granulometría del caucho granulado (PFU 3), la muestra C3 no es comparable con la muestra de comparación Cp. Por lo tanto, el caucho granulado en sí mismo no puede reemplazar SBS en una cantidad igual.
Para incrementar la flexibilidad en frío, una muestra (C4) de betún modificado con caucho granulado se probó, con la adición de SBS y aceite mineral, como se muestra en la Tabla 3. En la muestra (C4) la cantidad de caucho vulcanizado reciclado a partir de neumáticos fuera de uso (PFU 1) disminuyó y el aceite de lubricación y el SBS radial se agregaron. El caucho granulado (PFU 1), SBS y el aceite de lubricación se agregaron por separado y se mezclaron con betún.
Tabla 3 Como se muestra en la Tabla 3, también la muestra (C4) no mostró el desempeño deseado en términos de flexibilidad en frío.
Por lo tanto, se probó una nueva muestra (C5) del betún modificado, incrementando la cantidad de caucho granulado (PFU 1) y SBS de 5 a 7.5 partes cada una, a saber la sustancia activa (PFU 1 + SBS) es de 15 partes, el aceite de lubricación es de 5 partes y el betún permanece en 85 partes. Consecuentemente, en tal caso, se utilizó una muestra de comparación (Cp1) compuesta de betún modificado que comprende 15 partes de SBS, 5 partes de aceite de lubricación y 85 partes de betún.
La Tabla 4 muestra una comparación entre la muestra (C5) y la muestra de comparación (Cp1).
Tabla 4 Como se muestra en la Tabla 4, el desempeño de la muestra C5 mejoró comparado con la muestra C4. Sin embargo, el rendimiento de la muestra C5 no es aún comparable con la muestra de comparación Cp1 . Por esta razón, se concluyó que el mismo rendimiento de betún modificado con SBS no se obtiene al agregar PFU y SBS al betún.
En vista de estos resultados ínsatisfactorios, se intentó hacer un compuesto extruido (CMP) compuesto de una mezcla de tres productos: A) caucho granulado PFU 1 en 37.5% de porcentaje en peso B) SBS radial en 37.5% de porcentaje en peso B) aceite de lubricación en 25% de porcentaje en peso.
Entonces, se hizo una muestra (C6) del betún modificado con el compuesto extruido (CMP). La muestra (C6) comprende 85 partes de betún y 20 partes de compuesto extruido (CMP). Las 20 partes del compuesto extruido (CMP) se encuentran compuestas de 7.5 partes de PFU 1 , 7.5 partes de SBS radial y 5 partes de lubricación.
La Tabla 5 compara la muestra de comparación (Cp1) (betún modificado con SBS y aceite de lubricación), la muestra (C5) (betún modificado con caucho granulado, SBS y aceite de lubricación agregado por separado) y la muestra (C6) (betún modificado con el compuesto eximido CMP).
Tabla 5 Como se muestra en la Tabla 5, el rendimiento de la muestra (C6) es notable. Las características mostradas en la muestra (C6) son mucho mejores que la muestra (C5) y comparable o incluso mejor que la muestra de comparación (Cp1). Consecuentemente, la muestra (C6) hizo posible lograr el propósito de la presente invención, a saber, para reemplazar SBS utilizado para modificar betunes con un producto barato con el mismo desempeño como SBS con la misma cantidad.
La diferencia considerable en las propiedades físicas entre las muestra C5 y C6 deriva del diferente procedimiento de preparación del betún modificado: en la muestra C5 los elementos activos (PFU 1 y SBS) se agregaron individualmente sin ningún pretratamiento, mientras que en la muestra C6 los mismos elementos activos (PFU 1 y SBS) se encuentran compuestos y eximidos antes de la adición.
Las características físicas de la muestra C6 son definitivamente mejores que C5: la flexibilidad en frío es menor por 4°C, el Punto de ablandamiento es mayor por 19 °C y la Penetración es inferior por 17°C; es decir que es normalmente deseable en la modificación del betún.
En lo siguiente existe una explicación de los resultados obtenidos.
En la muestra C5, cuando el caucho granulado PFU se mezcla directamente con el betún, a pesar del estado del polvo, el sólido PFU tiene una densidad muy diferente del betún fluido llevado a 160-190°C. La homogenización de la mezcla requiere geometría especial de agitadores utilizados para mezclar betún para permitir incorporar el sólido (PFU) en el fluido bituminoso, sin ninguna garantía para una dispersión efectiva correcta de PFU que afectará el resultado final de las propiedades deseadas.
Hablando en forma práctica, el PFU se comporta como una carga inerte, aunque se proporciona con buena elasticidad intrínseca, dando ciertas características resilientes al betún, lo cual ciertamente no es comparable con el SBS con las mismas cantidades de reemplazo. Además, los gránulos de PFU se circundan por componentes bituminosos, los cuales tienen diferentes parámetros de solubilidad, no comparables con el PFU. Por esta razón, no se desarrollaron fuerzas cohesivas suficientes y consecuentemente se generaron interrupciones de fase.
Cuando SBS se mezcla directamente en betún caliente, se disuelve SBS. Sin embargo, una separación de fase se lleva a cabo a temperaturas en frío y el betún se incorpora en la red tridimensional del copolímero en bloque de SBS.
El bloque de poliestireno no es soluble en betún y actúa como elemento de conexión entre las diversas moléculas de SBS, promoviendo la formación de una estructura tridimensional, a saber, una red polimérica, la cual da elasticidad y resistencia para el betún modificado. Si es aproximadamente el mismo fenómeno que se lleva a cabo en concreto utilizado para pisos: si una estructura de metal, por ejemplo una malla, no se inserta dentro, los pisos pueden ser débil y fácil de romper.
De hecho, mezclando SBS con PFU en dimensión reducida (menos de 400 mieras) (el aceite de lubricación plastificante es un auxiliar para extrusión), una conexión íntima entre SBS y PFU se obtiene, debido a que sus parámetros de solubilidad son compatibles. PFU se encuentra compuesto generalmente de cadenas poliméricas insaturadas y grupos estirénicos que son compatibles perfectamente y humectables por SBS, un polímero con el mismo tipo de insaturación olefínica y grupos estirénicos. Por lo tanto, la unión cohesiva desarrollada entre gránulos de SBS y PFU es fuerte e incrementa cuando disminuye el tamaño del gránulo, con el incremento consecuente de la superficie disponible para el contacto, en este caso se obtiene la actividad de dispersión máxima de la matriz de polímero de PFU en SBS sólido.
Esto es el principio en el cual se basan los elastómeros TPV (Polímeros Termoplásticos Dinámicamente Vulcanizados), los cuales a partir de los polímeros rígidos, tal como Polipropileno, permiten preparar el caucho de alto desempeño.
Si las partículas de EPDM vulcanizado con tamaño micrométrico y submicrométrico se incorporan en PP, EPDM tiene un parámetro de solubilidad cercano al Polipropileno, por lo tanto la partícula del sólido de EPDM vulcanizado consigue humectar y se conecta a PP, el cual es un producto rígido, y a partir de esta combinación se obtiene un elastómero adecuado para los usos más diversos e interesantes.
En vista de lo anterior, el compuesto de PFU y SBS se combinará en fusión con el betún, aunque después de enfriar su red tridimensional formada de SBS y PFU sólido se incorporará la fase bituminosa mientras que mantiene su estructura elástica con las características físicas descritas en la presente invención. En el campo de polímeros este fenómeno se conoce como IPN (Red Polimérica de Interpenetración) y, cuando se conecta al fenómeno descrito en el proceso de TPV, contribuye a explicar las diferencias en el desempeño entre la muestra C5 y la muestra C6 de acuerdo con la invención.
El proceso de producción del compuesto de acuerdo con la invención comprende las siguientes etapas: - moler caucho vulcanizado para obtener caucho granulado vulcanizado con granulometría menor que 0.4 mm; - mezclar el caucho granulado vulcanizado, SBS y el lubricante dentro de un extrusor, en donde el porcentaje en peso de lubricante se encuentra entre 1% y 50% con respecto al peso de la mezcla, y el caucho granulado vulcanizado se encuentra en porcentaje en peso de 70-100% con respecto al peso de SBS.
- Extrusión de un compuesto que contiene el caucho granulado vulcanizado, SBS y lubricante.
Ventajosamente: - la granulometría del caucho granulado vulcanizado se encuentra entre 0.09 y 0.32 mm; - el caucho granulado se obtiene a partir de neumáticos fuera de uso reciclados (PFU); - el porcentaje en peso de SBS es igual al porcentaje en peso del caucho granulado vulcanizado; - SBS es de preferencia del tipo radial, aunque también puede ser lineal o una mezcla de SBS radial y SBS lineal; - el lubricante se encuentra en el porcentaje en peso entre 20-30% con respecto al peso total del compuesto; - el lubricante es un aceite mineral; - el caucho granulado y el SBS se encuentran ambos en porcentaje en peso entre 35% y 42% con respecto al peso total del compuesto; - la extrusión se lleva a cabo a una temperatura entre 160 - 200°C. El compuesto obtenido a partir del extrusor se corta en fragmentos en cualquier tamaño. Tales pequeños fragmentos del compuesto extruido se utilizan para modificar los betunes. El betún se modifica al agregar un porcentaje en peso del compuesto extruido entre 5% y 30% con respecto al peso total de betún modificado. Tal betún modificado con el compuesto extruido tiene un desempeño similar a los betunes modificados con SBS, con la misma cantidad de SBS y el compuesto extruido, aunque el costo del compuesto extruido es considerablemente menor que SBS.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. - Un método de producción de un compuesto para la realización de betún modificado para asfaltos, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: - molienda de caucho vulcanizado para obtener caucho granulado vulcanizado con granulometría menor que 0.4 mm; - mezcla de caucho granulado vulcanizado, SBS y lubricante dentro de un extrusor, en donde el porcentaje en peso del lubricante se encuentra entre 1 % y 50% con respecto al peso de la mezcla, y el caucho granulado vulcanizado se encuentra en el porcentaje en peso igual al porcentaje en peso de SBS; - la extrusión para obtener un compuesto extruido que contiene el caucho granulado vulcanizado, SBS y lubricante, en donde la extrusión se lleva a cabo a una temperatura entre 160 y 200 °C.
2. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la granulometría de caucho granulado vulcanizado se encuentra entre 0.09 y 0.32 mm.
3. - El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el caucho granulado se obtiene a partir de neumáticos fuera de uso, reciclados (PFU).
4. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el SBS es de tipo radial.
5. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el SBS es de tipo lineal.
6. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el SBS es una mezcla de SBS radial y SBS lineal.
7. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lubricante se encuentra en porcentaje en peso entre 20-30% con respecto al peso total del compuesto.
8. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lubricante es aceite mineral.
9. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque tanto el caucho granulado como el SBS se encuentran en porcentaje en peso entre 35% y 42% con respecto al peso total del compuesto.
10. - El método de modificación de betún para la producción de asfaltos, caracterizado porque se proporciona para la adición del compuesto extruido obtenido con el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el compuesto extruido se agrega al betún en porcentaje en peso entre 5 y 30% con respecto al peso total del betún modificado.
MX2014005232A 2011-11-03 2012-10-24 Un compuesto para la realizacion de betun modificado para asfaltos. MX2014005232A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000150A ITAN20110150A1 (it) 2011-11-03 2011-11-03 Bitume modificato e compound.
PCT/EP2012/071087 WO2013064408A1 (en) 2011-11-03 2012-10-24 A compound for realization of modified bitumen for asphalts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MX2014005232A true MX2014005232A (es) 2014-08-22

Family

ID=45034025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2014005232A MX2014005232A (es) 2011-11-03 2012-10-24 Un compuesto para la realizacion de betun modificado para asfaltos.

Country Status (24)

Country Link
US (1) US9487633B2 (es)
EP (1) EP2773703B8 (es)
JP (1) JP6119760B2 (es)
KR (1) KR101951977B1 (es)
CN (1) CN103930491B (es)
AU (1) AU2012331323B2 (es)
BR (1) BR112014010604B1 (es)
CA (1) CA2853866C (es)
DK (1) DK2773703T3 (es)
ES (1) ES2553032T3 (es)
HK (1) HK1201867A1 (es)
HR (1) HRP20151247T1 (es)
HU (1) HUE025992T2 (es)
IN (1) IN2014MN01064A (es)
IT (1) ITAN20110150A1 (es)
MX (1) MX2014005232A (es)
PL (1) PL2773703T3 (es)
PT (1) PT2773703E (es)
RS (1) RS54403B1 (es)
RU (1) RU2607737C2 (es)
SI (1) SI2773703T1 (es)
SM (1) SMT201500274B (es)
UA (1) UA111094C2 (es)
WO (1) WO2013064408A1 (es)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106661419A (zh) * 2014-06-16 2017-05-10 英格维蒂南卡罗来纳有限责任公司 用于粘合剂组合物改性的复合聚合物材料和相关的制造方法
MX355865B (es) * 2014-07-23 2018-05-03 Tecnofilm Spa Revestimiento bituminoso autoadhesivo para construccion y modificador de bitumen para revestimiento bituminoso autoadhesivo.
CN107250281A (zh) * 2015-02-26 2017-10-13 纳幕尔杜邦公司 改性地沥青的方法
US20170297287A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-19 Eefoam Materials Co., Ltd. Production method of glueless pasted integrally modeling shoe sole
RU2712687C1 (ru) * 2019-04-01 2020-01-30 Сергей Анатольевич Комаров Модифицирующая композиция для асфальтобетонных смесей
RU2717068C1 (ru) * 2019-04-19 2020-03-17 Сергей Анатольевич Комаров Способ получения модифицирующей композиции для асфальтобетонных смесей
CN110079107A (zh) * 2019-04-29 2019-08-02 湖北卓宝科技有限公司 一种高活性橡胶改性沥青预处理工艺
RU2703205C1 (ru) * 2019-06-14 2019-10-15 Сергей Анатольевич Комаров Способ получения модифицированного битумного вяжущего
RU2730857C1 (ru) 2020-04-20 2020-08-26 Андрей Леонидович Воробьев Низкотемпературный способ изготовления модифицированной резиновой крошки
KR102242826B1 (ko) * 2020-12-03 2021-04-22 주식회사 포이닉스 습식형 고성능 개질 아스팔트 바인더를 이용한 표층용 아스팔트 조성물
CN115537035A (zh) * 2022-10-18 2022-12-30 四川省交通建设集团股份有限公司 一种复合改性沥青及其制备方法
CN116790127A (zh) * 2023-06-16 2023-09-22 上海群康沥青科技股份有限公司 一种环保降噪超薄罩面用复配岩沥青胶结料及其制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2607383B2 (ja) * 1988-08-11 1997-05-07 昭和シェル石油株式会社 アスフアルト系振動減衰材料
JPH0313603A (ja) * 1989-06-12 1991-01-22 Bridgestone Corp アスファルト舗装組成物
GB9227035D0 (en) * 1992-12-29 1993-02-24 Univ Toronto Innovation Found Treatment of rubber
US5510419A (en) * 1994-09-16 1996-04-23 National Rubber Technology Inc. Polymer-modified rubber composition
HUP0000539A3 (en) * 1997-02-18 2000-09-28 Polyphalt Inc North York Polymer stabilized bizumen granulate
US6262175B1 (en) * 1997-05-01 2001-07-17 Nri Technology Inc. Thermoplastic elastomer composition
JP2002523609A (ja) * 1998-08-27 2002-07-30 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー ディスポーザブル用の高剥離強度高定着力ホットメルト接着剤組成物
AU2001234890A1 (en) 2000-02-08 2001-08-20 Waste Technology Transfer, Inc. Petroleum asphalts modified by liquefied biomass additives
JP3413390B2 (ja) * 2000-04-21 2003-06-03 南己 伊藤 アスファルト用改質材およびこれを含むアスファルト組成物
US6815510B2 (en) * 2001-11-19 2004-11-09 Michael W. Rouse Elastomer reclaiming composition and method
US6818687B2 (en) * 2003-03-18 2004-11-16 G. Mohammed Memon Modified asphalt with carrier and activator material
ATE389691T1 (de) * 2004-03-29 2008-04-15 Pirelli & C Spa Thermoplastisches elastomer enthaltend in verteilter form vulkanisierten kautschuk
RU2258722C1 (ru) * 2004-05-21 2005-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Космос" Битумно-полимерная мастика и способ ее получения
KR100827070B1 (ko) * 2004-07-30 2008-05-02 삼성전자주식회사 라이센스 데이터 관리 장치 및 그 방법
JP4366309B2 (ja) * 2004-12-21 2009-11-18 新日本石油株式会社 アスファルト改質材、それを含むアスファルト混合物およびその製造方法
BRPI0700089B1 (pt) * 2007-01-11 2018-02-06 Alpargatas S.A Composição polimérica, vulcanizado espumado similar a borracha microporoso e solado de calçado espumado similar a borracha microporoso
KR100862057B1 (ko) * 2007-10-04 2008-10-09 금호석유화학 주식회사 용융 속도가 향상된 아스팔트 개질제 조성물 및 이를이용한 개질 아스팔트
ES2323214B1 (es) * 2007-10-31 2010-04-21 Repsol Ypf, S.A. Betun modificado con polvo de neumatico estable al almacenamiento.
EP2283080B1 (en) * 2008-04-17 2017-03-01 Kraton Polymers U.S. LLC A block copolymer and polymer modified bituminous binder compositon for use in base course asphalt paving application
US20100056669A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Bailey William R Rubberized asphalt pellets
WO2011074003A2 (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Bharat Petroleum Corporation Ltd. Crumb rubber modified bitumen (crmb) compositions and process thereof

Also Published As

Publication number Publication date
PT2773703E (pt) 2015-12-01
CA2853866C (en) 2020-04-14
DK2773703T3 (en) 2015-11-16
ITAN20110150A1 (it) 2013-05-04
RU2014122330A (ru) 2015-12-10
PL2773703T3 (pl) 2016-01-29
BR112014010604A2 (pt) 2017-05-02
UA111094C2 (uk) 2016-03-25
EP2773703B1 (en) 2015-08-19
JP2014532790A (ja) 2014-12-08
WO2013064408A1 (en) 2013-05-10
CN103930491B (zh) 2017-11-10
CA2853866A1 (en) 2013-05-10
ES2553032T3 (es) 2015-12-03
JP6119760B2 (ja) 2017-04-26
AU2012331323B2 (en) 2015-10-08
EP2773703B8 (en) 2015-11-25
KR101951977B1 (ko) 2019-02-25
RS54403B1 (en) 2016-04-28
KR20140088586A (ko) 2014-07-10
HK1201867A1 (zh) 2015-09-11
RU2607737C2 (ru) 2017-01-10
EP2773703A1 (en) 2014-09-10
US20150038621A1 (en) 2015-02-05
IN2014MN01064A (es) 2015-05-01
CN103930491A (zh) 2014-07-16
US9487633B2 (en) 2016-11-08
AU2012331323A1 (en) 2014-06-05
SMT201500274B (it) 2016-01-08
HRP20151247T1 (hr) 2015-12-18
BR112014010604B1 (pt) 2020-04-07
SI2773703T1 (sl) 2015-12-31
HUE025992T2 (en) 2016-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012331323B2 (en) A compound for realization of modified bitumen for asphalts
JP4988182B2 (ja) 自動車の密閉システム用コーナー造型組成物
CN102812080B (zh) 用于形成热塑性硫化橡胶的方法
EP3265506A1 (en) Method of making thermoplastic vulcanizates and thermoplastic vulcanizates made therefrom
CN101495555B (zh) 制品的制备方法
US6262175B1 (en) Thermoplastic elastomer composition
WO2008134173A1 (en) Method for preparing thermoplastic vulcanizates
KR100711838B1 (ko) 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체 및 이로부터 성형된고무제품
WO2015175117A1 (en) Thermoplastic vulcanizates and method of making the same
CA2310645A1 (en) Bituminous compositions prepared with process treated vulcanized rubbers
US20070299160A1 (en) Insulating Extrudates from Polyolefin Blends
EP2987821B1 (en) Bitumen composition comprising degraded waste rubber material
Baumgardner Characterization and implementation of ground tire rubber as post-consumer polymers for asphalt concrete
CN101287789A (zh) 制备硫化橡胶混合物的方法
US5597860A (en) Vulcanizable rubber compositions and vulcanized rubber
CN103304856A (zh) 一种热塑性丁腈橡胶tpnbr的化学共混法
Palaniappan et al. Recycling of rubber blends for durable construction
KR101411667B1 (ko) 자동차 매트용 폐고무 복합소재
Paasche et al. Surface-modified materials
Mutyala Preparation of Thermoplastic Vulcanizates from Devulcanized Rubber and Polypropylene
Li Blends of EPDM rubber/thermoplastics
BR102017026170A2 (pt) Composição de elastômero termoplástico com resíduo de pneu
PL212561B1 (pl) Uszczelniacz butylowy