MX2014005307A - Plastificantes para composiciones adhesivas, de revestimiento y sellantes aplicadas al asfalto. - Google Patents

Plastificantes para composiciones adhesivas, de revestimiento y sellantes aplicadas al asfalto.

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Abstract

Se describen en la presente un sustrato que contiene asfalto el cual tiene una composición adhesiva, de revestimiento o sellante aplicada a la superficie del sustrato y composiciones adhesivas, de revestimiento o sellantes. La composición resiste el ablandamiento del compuesto de asfalto en el sustrato que contiene asfalto a temperaturas elevadas e incluye por lo menos un material de base y por lo menos un plastificante. El plastificante es un compuesto de bajo peso molecular y preferiblemente incluye un producto de reacción que contiene éster de por lo menos un glicerol y de por lo menos un ácido carboxílico o un glicol y un ácido aril carboxílico. El material de base de la composición es preferiblemente un polímero o un copolímero que incluye poliuretanos, poliuretanos sililados, poliéteres sililados, copolímeros de los mismos, y mezclas de los mismos. También se describen en la presente los productos que contienen la composición y un método para aplicar la composición a un sustrato.

Description

PLASTI FICANTES PARA COMPOSICIONES ADHESIVAS. DE REVESTIMIENTO Y SELLANTES APLICADAS AL ASFALTO Referencia Cruzada Con Solicitud Relacionada Esta solicitud reivindica el beneficio bajo 35 U.S.C. §119(e) de la Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos No. 61/554,427, presentada el 1 de noviembre de 2011, cuya descripción completa se incorpora en la presente por referencia.
Antecedentes de la Invención Campo de la Invención La invención se refiere a una composición adhesiva, de revestimiento o sellante para aplicación a superficies de asfalto, y también para uso en productos de construcción que tienen sustratos o capas de asfalto.
Descripción de la Técnica Relacionada El asfalto se utiliza en una variedad de aplicaciones incluyendo construcción de carreteras y techos. Sin embargo, el asfalto es muy susceptible a la degradación por el clima y otros productos químicos que pueden atacar y desintegrar el asfalto. Por consiguiente, los productos adhesivos aplicados en forma líquida tales como sellantes y barreras sólidas unidas adhesivamente tales como membranas de barrera al aire y el agua pueden ser aplicadas al asfalto para evitar la degradación, proporcionar adhesión y/o para que se unan con productos de construcción existentes y/o recientemente instalados. Las composiciones adhesivas aplicadas a las superficies de asfalto típicamente incluyen un material de base tal como un polímero o un copolímero y por lo menos un plastificante el cual sirve para mejorar la suavidad y la flexibilidad de la composición de adhesivo. Los plastificantes se incrustan por si mismos entre las cadenas de polímero disminuyendo de esta manera la temperatura de transición de vidrio, reduciendo la fragilidad y la rigidez, y mejorando la procesabilidad.
Los plastificantes tradicionales utilizados en las composiciones adhesivas, de revestimientos y sellantes son compuestos a base de ftalato. La reexpedición de la Patente de los Estados Unidos No. 41,586 enseña un material adhesivo que incluye un plastificante de ftalato de diisodecilo. La Patente de los Estados Unidos No. 5,387,623 describe una composición de adhesivo que incluye plastificantes de ftalato de diciclohexilo y ftalato de difenilo. Sin embargo, se ha percibido que los compuestos a base de ftalato tienen efectos potencialmente negativos sobre la salud humana y el medio ambiente. Además, ellos reblandecen y licúan muchos compuestos asfálticos.
Otras composiciones de adhesivo presentes en la técnica incluyen polímeros de alto peso molecular como plastificantes. Por ejemplo, estas composiciones pueden incluir polialcoholes a base de poliéter de cadena más larga ("polioles de poliéter"). Estos polímeros de alto peso molecular pueden aumentar la viscosidad de las composiciones de adhesivo haciendo que sean difíciles de utilizar. Los polímeros de alto peso molecular pueden también incluir muchos grupos funcionales tales como hidroxilos los cuales pueden aumentar la pegajosidad del adhesivo. Las composiciones de adhesivo con una pegajosidad excesiva atraen suciedad y les crece moho y hongos dando como resultado un producto estéticamente desagradable.
Otro inconveniente de muchos plastificantes de adhesivos utilizados con sustratos de asfalto es la migración potencial del plastificante de las composiciones de adhesivo hacia el sustrato asfáltico con el tiempo lo cual da como resultado el reblandecimiento del asfalto. Los plastificantes utilizados en algunas composiciones de adhesivo son compatibles con el asfalto debido a que las composiciones incluyen un componente de asfalto. La Publicación de la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 2004/0172899 enseña una composición de adhesivo para adherir a materiales aislantes de techo y a prueba de agua la cual incluye un componente de asfalto, un polímero y un plastificante. La Patente de los Estados Unidos No. 4,871,792 también describe una composición de adhesivo que incluye bitumen (el principal componente del asfalto) y plastificante.
La Patente de los Estados Unidos No. 7,317,051 enseña un sistema sellante y adhesivo que utiliza polímeros sililados, un compatibilizador y asfalto en la composición. Con estos sistemas y similares, el adhesivo debe ser ya sea compatibilizado con el asfalto como en la Patente de los Estados Unidos No. 7,317,051 o utilizar otros componentes tales como polioles que ya son bastante compatibles con el asfalto como en la Publicación de la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 2004/0172899 o la Patente de los Estados Unidos No. 4,871,792. Cuando las composiciones de adhesivo que contienen plastificantes compatibles con el asfalto son aplicadas a una superficie de asfalto, los plastificantes o los componentes compatibles con el asfalto pueden migrar y reblandecer la superficie de asfalto dando como resultado la deformación de la superficie.
Así, existe una necesidad en la técnica de composiciones de adhesivo que contengan plastificantes u otros componentes que no tiendan a reblandecer el asfalto.
Breve Descripción de la Invención La presente invención incluye un sustrato que contiene asfalto que tiene por lo menos una superficie y una composición de adhesivo, de revestimiento o sellante aplicada a la superficie del sustrato. Además incluye una composición de adhesivo, de revestimiento o sellante que resiste el reblandecimiento de un sustrato que contiene asfalto al cual se aplica hasta un punto de reblandecimiento un compuesto de asfalto en el sustrato que contiene asfalto.
La invención también incluye una composición de adhesivo, de revestimiento o sellante que incluye por lo menos un material de base y por lo menos un plastificante. El plastificante tiene un peso molecular menor que alrededor de 3,000 gramos por mol y una estructura de acuerdo con la fórmula (I), en donde R1 es un átomo de hidrógeno; un grupo alquilo saturado o insaturado, funcíonalizado o no funcionalizado, de cadena ramificada o recta que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, un grupo alcanol funcionalizado o no funcionalizado que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono o un grupo arilo funcionalizado o no funcionalizado que tiene de alrededor de 6 a alrededor de 12 átomos de carbono; x es un número entero de alrededor de 1 a alrededor de 10; y R2 es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o grupo alquilo que contiene éter saturado o no saturado, de cadena ramificada o recta, funcionalizado o no funcionalizado, que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono; o un grupo que contiene éster. X es preferiblemente de 1 a alrededor de 3. R1 es preferiblemente un grupo alquilo de alrededor de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, pero preferiblemente tiene de 1 a alrededor de 20 átomos de carbono. R puede tam bién ser un grupo alcanol preferiblemente de 1 a alrededor de 20 átomos de carbono. El grupo alquilo R2 preferiblemente tiene de 1 a alrededor de 20 átomos de carbono.
En una modalidad preferida, R1 es un grupo metilo y R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de por lo menos un alcohol que tiene de 1 a alrededor de 10 átomos de carbono y por lo menos un ácido carboxílico que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono. En una modalidad más preferida, R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de etilenglicol y ácido acético.
En otra modalidad preferida, R1 es un alcohol graso que tiene de alrededor de 8 a alrededor de 22 átomos de carbono, y R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de por lo menos un alcohol que tiene de 1 a alrededor de 10 átomos de carbono y por lo menos un ácido graso que tiene de alrededor de 8 a alrededor de 22 átomos de carbono. En una modalidad más preferida, R1 es 9-heptadecen-7-ol y R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de etilenglicol y ácido 12-hidroxi-9-octadecenóico.
En aún otra modalidad preferida, R es benceno y R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de por lo menos un alcohol que tiene de 1 a alrededor de 10 átomos de carbono y por lo menos un ácido aril carboxílico que tiene de 7 a alrededor de 30 átomos de carbono. R2 es más preferiblemente un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de 2-metoxietanol y ácido benzoico.
En la modalidad más preferida, el plastificante es dibenzoato de oxidietileno, aceite de ricino, triacetato de glicerol y mezclas y combinaciones de los mismos.
El material de base usado en la composición de adhesivo, de revestimiento o sellante de la modalidad preferida puede incluir un polímero o un copolímero seleccionado de poliuretanos, poliuretanos sililados, poliéteres sililados y copolímeros de los mismos. La composición puede incluir por lo menos un aditivo. La composición preferiblemente incluye de alrededor de 10 a alrededor de 40 por ciento en peso de material de base, de alrededor de 10 a alrededor de 20 por ciento en peso de plastificante y de alrededor de 40 a alrededor de 70 por ciento en peso de por lo menos un aditivo. En una modalidad preferida adicional, la composición de adhesivo resiste el reblandecimiento del sustrato que contiene asfalto hasta no más de alrededor de 60°C.
La presente invención también incluye productos para uso sobre sustratos que contienen asfalto que tienen las composiciones de adhesivo, de revestimiento o sellantes descritas anteriormente. Los productos de la invención pueden incluir un producto para techos aplicado en líquido tales como una membrana a prueba de agua, un revestimiento blanco para techos, un sellante, una mastique o un producto de calafateo. También puede ser aplicado a un revestimiento de construcciones que comprende barreras para techos contra aire y agua, un producto de protección contra la humedad, o un producto para techos.
La invención además incluye un método para aplicar las composiciones de adhesivo, de revestimiento o sellantes descritas anteriormente a un sustrato que contiene asfalto. El método incluye aplicar la composición a un sustrato que contiene asfalto, tal como un techo, para formar por lo menos una capa, en donde la composición resiste el reblandecimiento del sustrato que contiene asfalto hasta un punto de reblandecimiento de un compuesto de asfalto en el sustrato que contiene asfalto, y en algunas modalidades preferidas, resiste el reblandecimiento hasta no más de alrededor de 60°C.
La invención además incluye un sustrato que contiene asfalto que tiene por lo menos una superficie y una composición de adhesivo, de revestimiento o sellante aplicada a la por lo menos una superficie de sustrato, en donde la composición de adhesivo resiste el reblandecimiento del sustrato que contiene asfalto hasta un punto de reblandecimiento de un compuesto de asfalto en el sustrato que contiene asfalto, y la composición de adhesivo, de revestimiento o sellante comprende por lo menos un material de base y por lo menos un plastificante, en donde el por lo menos un plastificante tiene un peso molecular menor que alrededor de 3,000 gramos por mol y una estructura de acuerdo con la fórmula (I), en donde R es un átomo de hidrógeno; un grupo alquilo saturado o insaturado, funcionalizado o no funcionalizado, de cadena ramificada o recta que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, un grupo alcanol funcionalizado o no funcionalizado que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono o un grupo arilo funcionalizado o no funcionalizado que tiene de alrededor de 6 a alrededor de 12 átomos de carbono; x es un número entero de 1 a alrededor de 10; y R2 es un átomo de hidrógeno; un grupo alquilo o grupo alquilo que contiene éter saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta, funcionalizado o no funcionalizado, que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono; o un grupo que contiene éster.
Descripción Detallada de la Invención La presente invención está dirigida a un sustrato de asfalto sellado el cual resiste el reblandecimiento bajo temperaturas elevadas. Está además dirigida a una composición de adhesivo de revestimiento o sellante útil para sellar asfalto cuya composición contiene un material de base y por lo menos un plastificante de bajo peso molecular. Será entendido por una persona experta en la materia con base en esta descripción que las composiciones de adhesivo, de revestimiento o sellantes de la presente pueden ser utilizadas en una variedad de sustratos, pero encuentran un beneficio particular en superficies o productos que tienen asfalto en los mismo, ya que las composiciones resisten el reblandecimiento del asfalto cuando son aplicadas al mismo.
El material de base en las composiciones de adhesivo, de revestimiento o sellantes es preferiblemente un polímero o un copolímero y más preferiblemente un poliuretano, un poliuretano sililado, un poliéter sililado, copolímeros de tales polímeros con otras especies monoméricas o poliméricas (ya sea a través de la copolimerización aleatoria, en bloque o de injerto) o copolímeros de tales polímeros unos con otros. Además, las mezclas u otras combinaciones de estos materiales pueden ser utilizadas.
El plastificante en las composiciones preferiblemente tiene un peso molecular menor que alrededor de 3, 000 gramos por mol y es preferiblemente un producto de reacción de por lo menos un glicerol y por lo menos un ácido carboxílico o un producto de reacción de por lo menos un glicol y por lo menos un ácido aril carboxílico. El plastificante es más preferiblemente dibenzoato de oxidietileno, aceite de ricino, triacetato de glicerol y mezclas y combinaciones de los mismos. La invención además está dirigida a un producto adhesivo para una superficie de asfalto que contiene el plastificante descrito con anterioridad y a un método para aplicar una composición de adhesivo que contiene el plastificante descrito con anterioridad.
Con respecto a los sustratos de asfalto sellados o a las composiciones de adhesivo, de revestimiento o sellantes utilizados en la presente, el asfalto incluye cualquier material principalmente compuesto por bitumen natural o procesado. Los com puestos de bitumen son una clase de sustancias viscosas, sólidas o semi-sólidas que contienen principalmente hidrocarburos de alto peso molecular. El asfalto puede venir en una variedad de formas incluyendo cemento asfáltico, asfalto emulsionado, asfalto fluidificado, asfalto espumado o asfalto fundido. U n sustrato de asfalto es una sustancia o un medio que contiene asfalto al cual se aplica otra sustancia. Los sustratos de asfalto pueden tener superficies que pueden incluir, pero no están limitadas a, superficies de carreteras, puentes, estacionamientos, superficies de edificios tales como techos, membranas a prueba de agua, revestimientos blancos de techo o cualquier otra aplicación en la cual se utilice asfalto. Las superficies de asfalto también pueden incluir las superficies de productos a base de asfalto tales como tejas de techo, membranas asfálticas y capas asfálticas en productos laminados de construcción así como sistemas de revestimiento de construcciones que tienen barreras de techo contra aire y agua, productos para a prueba de humedad u otros productos para techos.
En relación con las composiciones de adhesivo utilizadas en la presente, los productos de adhesivo incluyen cualesquiera productos que tengan un(os) componente(s) activo(s) que se pueda(n) adherir o unir a superficies. Las composiciones de adhesivo utilizadas en los productos adhesivos de la presente invención incluyen diversos tipos incluyendo adhesivos a base de solventes y de fusión en caliente, o adhesivos sensibles a la presión, sensibles al calor, reactivos a la humedad, de secado, de contacto o de fotocurado. Los productos adhesivos incluyen, pero no están limitados a, membranas a prueba de agua y otras membranas similares, sellantes, mastiques, gomas, productos de calafateo y revestimientos. Los revestimientos pueden ser aplicados a cualquier superficie a través de cualquier medio y pueden cubrir todo o parte de la superficie según sea deseado. Los sellantes pueden ser aplicados de manera similar de una forma tal que la composición sellante rellene, selle o de otra manera cubra grietas, fisuras, agujeros, etc., en el sustrato al cual se aplica la composición.
Las composiciones adhesivas, de revestimiento o sellantes de la presente incluyen por lo menos un plastificante. El plastificante es un compuesto de bajo peso molecular que, cuando la composición es aplicada a un sustrato que contiene asfalto, el plastificante resiste el reblandecimiento del sustrato a temperaturas elevadas. El plastificante preferiblemente tiene un bajo peso molecular (esto es, menos de alrededor de 3,000 gramos por mol) para evitar un aumento desventajoso en la viscosidad de la composición adhesiva cuando se mezcla. El plastificante más preferiblemente tiene un peso molecular que oscila desde alrededor de 150 gramos por mol a alrededor de 1,500 gramos por mol. El plastificante lo más preferiblemente tiene un peso molecular que oscilar de alrededor de 200 gramos por mol a alrededor de 950 gramos por mol. Además, utilizando la invención, la composición resiste el reblandecimiento de un sustrato que contiene asfalto al cual es aplicada hasta un punto de reblandecimiento de un compuesto de asfalto usado como o en el sustrato que contiene asfalto. Tales puntos de reblandecimiento pueden variar dependiendo del compuesto de asfalto que se usa. En ciertas modalidades, la composición resiste el reblandecimiento de un sustrato que contiene asfalto hasta preferiblemente no más de alrededor de 60°C, pero puede, en algunas modalidades, resistir el reblandecimiento a temperaturas mayores, El plastificante también preferiblemente no incluye ftalato debido a la percepción de riesgos potenciales para la salud humana y el medio ambiente asociados con los compuestos de ftalato además de la tendencia de los plastificantes a base de ftalato a migrar hacia el sustrato asfáltico y reblandecer el asfalto.
El plastificador de la presente invención está preferiblemente representado por la fórmula general (I): en donde en la fórmula (I), x es un número entero de alrededor de 1 a alrededor de 10, preferiblemente de 1 a alrededor de 3. R1 puede ser un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo saturado o no saturado, funcionalizado o no funcionalizado, de cadena ramificada o recta que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a alrededor de 20 átomos de carbono. R también puede ser un grupo alcanol funcionalizado o no funcionalizado que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a alrededor de 20 átomos de carbono, en donde 18 átomos de carbono proporcionan aceite de ricino. R1 también puede ser un grupo arilo funcionalizado o no funcionalizado que tiene de alrededor de 6 a alrededor de 12 átomos de carbono. Los grupos funcionales que pueden ser utilizados en R1 incluyen, pero no están limitados a, grupos arilo, grupos aralquilo, grupos flúor, cloro, bromo, yodo, hidroxilo, carbonilo, aldehido, haloformilo, éster de carbonato, carboxilato, carboxílo, éter, éster, hidroperoxi, peroxi, caroxamida, amina, cetimina, aldimina, ¡mida, azida, diimida, cianato, isocianato, nitrato, nitrilo, oxinitroso, nitro, nitroso, pidridilo, sulfonilo, sulfo, sulfinilo, sulfino, sulfhidrilo, tiocianato, disulfuro, fosfino, fosfono, y fosfato. R1 es preferiblemente un grupo alcohol graso que tiene alrededor de 8 a alrededor de 24 átomos de carbono, un grupo alquilo saturado que tiene de 1 a alrededor de 3 átomos de carbono, o un grupo arilo que tiene de 6 a alrededor de 8 átomos de carbono. R1 es más preferiblemente 9-heptadeceno-7-ol, un grupo metilo o benceno.
En la fórmula (I), R2 puede ser un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta, funcionalizado o no funcionalizado, que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a alrededor de 20 átomos de carbono. R2 también puede ser un grupo que contiene éster y puede además tener enlaces de éter adicionales también. Los grupos funcionales adecuados para R2 pueden incluir aquellos enunciados con anterioridad con respecto a los grupos para R1, pero R2 puede estar funcionalizado independientemente con diferentes grupos funcionales a aquéllos utilizados en R1. R2 es preferiblemente un grupo que contiene éster el cual es el producto de reacción de por lo menos un alcohol que tiene de 1 a alrededor de 10 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a alrededor de 3 átomos de carbono, con uno o más de los siguientes compuestos reactivos: por lo menos un ácido carboxílico que tiene de 1 a alrededor de 30 átomos de carbono, por lo menos un ácido graso que tiene de 8 a alrededor de 24 átomos de carbono, o por lo menos un ácido aril carboxílico que tiene de 7 a alrededor de 30 átomos de carbono. R2 es más preferiblemente un grupo que contiene éster el cual es el producto de reacción de etilenglicol y ácido acético, etilenglicol y ácido 12-hidroxi-9-octadecenoico, o 2-metoxietanol y ácido benzoico.
Los plastificantes de la presente invención también puede ser formados para que sean un producto de reacción que contiene éster de por lo menos un glicerol y por lo menos un ácido carboxílico que tiene de alrededor de 2 a alrededor de 30 átomos de carbono o por lo menos un glicol y por lo menos un ácido aril carboxílico que tiene de 7 a alrededor de 30 átomos de carbono. Más preferiblemente, el plastificante es formado por un producto de reacción que contiene éster de glicerol y ácido 12-hidroxi-9-octadecenoico, glicerol y ácido acético, o glicol y ácido benzoico.
Así, los plastificantes más preferidos incluyen dibenzoato de oxidietileno, aceite de ricino, triacetato de glicerol y mezclas y combinaciones de los mismos. Estos plastificantes preferidos han mostrado que resisten el reblandecimiento de una superficie de asfalto a temperaturas hasta la temperatura estándar de reblandecimiento del material de compuesto de asfalto en la superficie de asfalto, la cual puede variar de compuesto a compuesto. En ciertas modalidades, resiste el reblandecimiento hasta alrededor de no más que alrededor de 60°C.
La composición también incluye por lo menos un material de base tal como se mencionó anteriormente. El material de base puede incluir cualquier compuesto apropiado para uso en una composición adhesiva, de revestimiento o sellante, preferiblemente por lo menos un polímero. Más preferiblemente, el material de base incluirá por lo menos uno de poliuretanos, poliuretanos sililados, poliéteres sililados y copolímeros de los mismos. Los copolímeros pueden ser copolímeros aleatorios, en bloque o de injerto. Los poliuretanos de la invención pueden ser producidos a través de una reacción de polimerización en donde un monómero que contiene por lo menos dos grupos isocianato reacciona con otro monómero con por lo menos dos grupos hidroxilo en la presencia de un catalizador. Un ejemplo no limitante de un poliuretano de la invención es ECHELON™ MU 290 producido por Dow Chemical Company de Midland, Michigan. Los poliuretanos sililados pueden ser producidos por medio de la reacción de polimerización de un silano con función amino o sulfhidrilo con un polímero terminado en isocianato o la reacción de un isocianosilano con un poliol o un prepolímero terminado en hidroxilo. Un ejemplo no limitante de un poliuretano sililado de la invención es SPUR +™ producido por Momentive Performance Materials de Columbus, Ohio o Geniosil disponible de Wacker Silicones de Múnich, Alemania. Los poliéteres sililados pueden ser producidos por medio de la reacción de un dimetoxisilano con un polipropilenglicol terminado en alilo. Un ejemplo no limitante de un poliéter sililado de la invención es MS Polymer™ producido por Kaneka de Pasadena, Texas. Estos materiales de base preferidos fueron seleccionados por su resistencia al clima, a la humedad, a los productos químicos, a la corrosión, y al agrietamiento además de su compatibilidad con compuestos asfálticos y las propiedades mecánicas generales.
Las composiciones adhesivas, de revestimiento o sellantes de la presente también pueden incluir otros aditivos. Estos aditivos pueden incluir una o más cargas, incluyendo, pero no limitadas a, silicato de aluminio, arcilla de caolín, óxido de aluminio, piedra caliza, sulfatos de bario, óxido de magnesio, carbonato de calcio, polvo o escamas de metal, silicato de potasio, silicato de calcio, sílice, silicatos de sodio, cuentas de cerámica, sulfato de estroncio/celestita, arcillas, talco o silicato de magnesio, y dolomita. Otros aditivos incluyen cargas de peso liviano como piedra pómez, burbujas de vidrio, burbujas poliméricas y similares, promotores de adhesión, desecantes, antioxidantes, biocidas, fungicidas, catalizadores, fibras de vidrio o de celulosa, pigmentos, incluyendo, pero no limitados a, negro de humo y dióxido de titanio, tintes, colorantes, abrillantadores, espesantes, surfactantes, agentes de pegajosidad, absorbentes de UV, absorbentes de humedad, agentes antiestáticos, agentes de liberación de moho u otros modificadores de las propiedades físicas. Preferiblemente, los aditivos incluyen carbonato de calcio, desecante, promotor de adhesión, catalizador y por lo menos un pigmento.
Como se discutió antes, las composiciones adhesivas, de revestimiento o sellantes de la presente invención incluyen, pero no están limitadas a, composiciones que incluyen por lo menos un material de base, plastificante y aditivo. El material de base es preferiblemente por lo menos uno de poliuretanos, poliuretanos sililados y poliéteres sililados, el plastificante es más preferiblemente dibenzoato de oxidietileno, aceite de ricino, triacetato de glicerol y mezclas y combinaciones de los mismos y los aditivos preferidos incluyen carbonato de calcio, sílice y negro de humo. El rango de porcentaje en peso del material de base en el adhesivo es de alrededor de 10 a alrededor de 60 por ciento en peso de la composición, preferiblemente de alrededor de 10 a alrededor de 40 por ciento. El rango de porcentaje en peso del plastificante es de alrededor de 5 a alrededor de 30, preferiblemente de alrededor de 10 a alrededor de 20 por ciento en peso. El rango de porcentaje en peso de los aditivos es de alrededor de 5 a alrededor de 85 por ciento en peso de la composición, preferiblemente de alrededor de 40 a alrededor de 70 por ciento. El rango de porcentaje en peso del carbonato de calcio es de alrededor de 0 a alrededor de 70 por ciento en peso de la composición, preferiblemente de alrededor de 40 a alrededor de 60 por ciento.
Los productos de la presente invención pueden incluir, pero no están limitados a, productos líquidos, productos para techos aplicados particularmente. Los productos para techos líquidos aplicados preferiblemente incluyen membranas a prueba de agua, revestimientos blancos de techo, sellantes, mastiques o productos de calafateo. Las composiciones adhesivas de la presente invención también pueden ser utilizadas para adherir membranas, tales como membranas de barreras contra agua o aire o cintas de barrera de techos, y materiales similares utilizados en sistemas de revestimiento de construcciones y aquéllos que pueden ser aplicados a sustratos que contienen asfalto, preferiblemente por medio de adherir a, revestir y/o sellar la superficie del sustrato, por ejemplo en una estructura de productos de construcción laminados en capas que tiene un componente o una capa asfáltica. La composición adhesiva puede ser aplicada directamente a la superficie de asfalto y/o a por lo menos una superficie de la membrana.
La presente invención también incluye un método para aplicar una composición adhesiva, de revestimiento o sellante a un sustrato de asfalto, preferiblemente vía una superficie superior o exterior. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante puede ser aplicada a la superficie de asfalto utilizando cualquier técnica adecuada incluyendo enrollar, rociar o cepillar para formar por lo menos una capa de cualquier grosor adecuado. La superficie de asfalto es preferiblemente una superficie de construcción, y más preferiblemente un techo. Después de la aplicación inicial de la composición adhesiva, de revestimiento o sellante, se pueden añadir o aplicar capas adicionales de dichas composiciones u otros m ateriales de edificación o de construcci ón tales como mem branas de barreras contra el aire o el agua, cintas, tejas de techo , etc.
Se probaron diversos plastificadores para determi nar si ellos reblandecerían las superficies de asfalto bajo temperaturas elevadas. Los ejem plos no limitantes se encuentran descritos a conti nuación: Ejem plos M ú ltiples áreas circulares de prueba ("presas") fueron construidas sobre una superficie de asfalto i ncluyendo un compuesto de asfalto ahulado pen 300. Alrededor de 20 mililitros de plastificante fueron añadidos a cada presa. La superficie de asfalto fue luego colocada en un horno y calentada a una tem peratura de 49°C d urante alrededor de 24 horas, y luego hasta 68°C . U na prueba de frotamiento se condujo entonces para evaluar si los plastificantes reblandecían la superficie de asfalto . El área de asfalto dentro de cada presa fue luego tocada con un dedo con g uante. Si el dedo con g uante presentaba un residuo café oscuro o negro, el plastificante asociad o no aprobaba la prueba .
Los resultados de las pruebas se encuentran resumidos en la Tabla 1 .
Tabla 1 Mesamoll®, Santicizer® 278, y Santicizer® 261 A son plastificantes trad icionales a base de ftalato y fueron probados con fines comparativos. Adem ás, el Arcol® PPG-3025 es un plastificante de alto peso molecular con 2 grupos hid roxilos por cadena. Así , aunq ue el plastificante Arcol® PPG-3025 aprobó la prueba de frotamiento se consideró que no era adecuado para la presente invención debido al objetivo de mantener una buena viscosidad y controlar la pegajosidad de la composición adhesiva.
Cada plastificante que aprobó la prueba de frotamiento fue añadido a una fórmula sellante básica que tiene los siguientes componentes: plastificante de poliol de poliéter (de 10 a 30 partes) , carga de carbonato de calcio (de 30 a 60 partes), polímero de poliéter sililado (de 1 5 a 30 partes) , aditivos que incluyen pigmentos, promotores de adhesión, aditivos de UV y desecantes (de 15 a 50 partes) y probados de nuevo para determinar si un sellante que contiene el plastificante de ejemplo resistiría el reblandecimiento de superficies de asfalto. Para esta prueba, se utilizaron múltiples com puestos asfálticos incluyendo Henry G 100 S/S (fibra de vidrio modificada con caucho reforzado de base de asfalto o lámina de protección) . El sellante que contiene el plastificante fue aplicado a cada superficie de asfalto utilizando el mismo método descrito con anterioridad y la superficie de asfalto fue colocada en un horno a una temperatura de 49°C, y posteriormente hasta 68°C durante 7 días. A continuación, se realizó una prueba de frotamiento para evaluar si los sellantes que contienen los plastifícantes reblandecían la superficie de asfalto. Todos los sellantes que contienen un plastificante de acuerdo con la invención aprobaron las pruebas de frotamiento.
Será apreciado por aquellos expertos en la técnica que se pueden hacer cambios a las modalidades descritas anteriormente sin alejarse del amplio concepto inventivo de las mismas. Se entiende, por lo tanto, que esta invención no está limitada a las modalidades particulares descritas, sino que pretende cubrir las modificaciones dentro del espíritu y el alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (28)

REIVINDICACIONES
1. Una composición adhesiva, de revestimiento o sellante, la composición adhesiva comprende por lo menos un material de base y por lo menos un plastificante, en donde el plastificante tiene un peso molecular menor que alrededor de 3,000 gramos por mol y una estructura de acuerdo con la fórmula (I), en donde R1 es un átomo de hidrógeno; un grupo alquilo saturado o insaturado, funcionalizado o no funcionalizado, de cadena ramificada o recta que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, un grupo alcanol funcionalizado o no funcionalizado que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono o un grupo arilo funcionalizado o no funcionalizado que tiene de alrededor de 6 a alrededor de 12 átomos de carbono; x es un número entero de alrededor de 1 a alrededor de 10; y R2 es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o grupo alquilo que contiene éter saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta, funcionalizado o no funcionalizado, que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono; o un grupo que contiene éster.
2. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición puede ser aplicada a por lo menos una superficie de un sustrato que contiene asfalto.
3. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la composición adhesiva resiste el reblandecimiento del sustrato de asfalto hasta un punto de reblandecimiento de un compuesto de asfalto en el sustrato de asfalto.
4. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la composición adhesiva resiste el reblandecimiento del sustrato de asfalto hasta no más de alrededor de 60°C.
5. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde R1 es un grupo metilo, y R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de por lo menos un alcohol que tiene de 1 a alrededor de 10 átomos de carbono y por lo menos un ácido carboxílico que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono.
6. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 5, en donde R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de etilenglicol y ácido acético.
7. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde, R es un alcohol graso que tiene alrededor de 8 a alrededor de 24 átomos de carbono, y R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de por lo menos un alcohol que tiene de 1 a alrededor de 10 átomos de carbono y por lo menos un ácido graso que tiene alrededor de 8 a alrededor de 24 átomos de carbono.
8. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 7, en donde R es 9-heptadecen-7-ol y R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de etilenglicol y ácido 12-hidroxi-9-octadecenoico.
9. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de por lo menos un alcohol que tiene de 1 a alrededor de 10 átomos de carbono y por lo menos un ácido aril carboxílico que tiene de 7 a alrededor de 30 átomos de carbono.
10. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 9, en donde R1 es benceno, y R2 es un grupo que contiene éster que es un producto de reacción de 2-metoxietanol y ácido benzoico.
11. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el plastificante es un producto de reacción que contiene éster de glicerol y un ácido carboxílico que tiene alrededor de 2 a alrededor de 30 átomos de carbono o un producto de reacción que contiene éster de glicol y por lo menos un ácido aril carboxílico que tiene de 7 a alrededor de 30 átomos de carbono.
12. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el plastificante es un compuesto seleccionado del grupo que consiste de dibenzoato de oxidietileno, aceite de ricino, triacetato de glicerol, y mezclas y combinaciones de los mismos.
13. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el por lo menos un material de base comprende un polímero o copolímero.
14. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el material de base es seleccionado del grupo que consiste de poliuretanos, poliuretanos sililados, poliéteres sililados, copolímeros de los mismos, y mezclas y combinaciones de los mismos.
15. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la composición adhesiva además comprende por lo menos un aditivo.
16. La composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 15, en donde la composición adhesiva comprende de alrededor de 10 a alrededor de 40 por ciento en peso de material de base, de alrededor de 10 a alrededor de 20 por ciento en peso del plastificante y de alrededor de 40 a alrededor de 70 por ciento en peso de por lo menos un aditivo.
17. Un producto para uso sobre un sustrato que contiene asfalto, el cual comprende una composición adhesiva, de revestimiento o sellante que tiene por lo menos un plastificante, en donde el plastificante tiene un peso molecular menor que alrededor de 3,000 gramos por mol y una estructura de acuerdo con la fórmula (I), en donde R1 es un átomo de hidrógeno; un grupo alquilo saturado o insaturado, funcionalizado o no funcionalizado, de cadena ramificada o recta que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, un grupo alcanol funcionalizado o no funcionalizado que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono o un grupo arilo funcionalizado o no funcionalizado que tiene de alrededor de 6 a alrededor de 12 átomos de carbono; x es un número entero de alrededor de 1 a alrededor de 10; y R2 es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o grupo alquilo que contiene éter saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta, funcionalizado o no funcionalizado, que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono; o un grupo que contiene éster.
18. El producto de acuerdo con la reivindicación 17, en donde el plastificante comprende un compuesto seleccionado del grupo que consiste de dibenzoato de oxidietileno, aceite de ricino, triacetato de glicerol y mezclas y combinaciones de los mismos.
19. El producto de acuerdo con la reivindicación 17, en donde la composición adhesiva, de revestimiento o sellante además comprende por lo menos un material de base y por lo menos un aditivo.
20. El producto de acuerdo con la reivindicación 19, en donde la composición adhesiva, de revestimiento o sellante comprende alrededor de 10 a alrededor de 40 por ciento en peso de material de base, alrededor de 10 a alrededor de 20 por ciento en peso del plastificador, y alrededor de 40 a alrededor de 70 por ciento en peso de por lo menos un aditivo.
21. El producto de acuerdo con la reivindicación 17, en donde el producto se encuentra en forma líquida.
22. El producto de acuerdo con la reivindicación 21, en donde el producto es aplicado a un revestimiento de construcciones que comprende techos, barreras contra aire y agua, un producto aprueba de humedad, o un producto para techos.
23. El producto de acuerdo con la reivindicación 21, en donde el producto es una membrana a prueba de agua, un revestimiento blanco de techo, un sellante, un mastique o un producto de calafateo.
24. Un método para aplicar una composición adhesiva, de revestimiento o sellante a un sustrato que contiene asfalto, el cual comprende aplicar una composición adhesiva, de revestimiento o sellante a una superficie de un sustrato que contiene asfalto para formar por lo menos una capa, en donde la composición adhesiva, de revestimiento o sellante comprende por lo menos un plastificante con un peso molecular menor que alrededor de 3,000 gramos por mol y una estructura de acuerdo con la fórmula (I), en donde R1 es un átomo de hidrógeno; un grupo alquilo saturado o insaturado, funcionalizado o no funcionalizado, de cadena ramificada o recta que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, un grupo alcanol funcionalizado o no funcionalizado que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono o un grupo arilo funcionalizado o no funcionalizado que tiene de alrededor de 6 a alrededor de 12 átomos de carbono; x es un número entero de alrededor de 1 a alrededor de 10; y R2 es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o grupo alquilo que contiene éter saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta, funcionalizado o no funcionalizado, que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono; o un grupo que contiene éster, en donde la composición adhesiva, de revestimiento o sellante resiste el reblandecimiento del sustrato que contiene asfalto hasta un punto de reblandecimiento de una composición de asfalto en el sustrato que contiene asfalto.
25. El método para aplicar una composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 24, en donde la composición adhesiva, de revestimiento o sellante resiste el reblandecimiento del sustrato que contiene asfalto hasta no más de alrededor de 60°C.
26. El método para aplicar una composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 24, en donde el plastificante es seleccionado del grupo que consiste de dibenzoato de oxidietileno, aceite de ricino, triacetato de glicerol y mezclas y combinaciones de los mismos.
27. El método para aplicar una composición adhesiva, de revestimiento o sellante de acuerdo con la reivindicación 23, en donde la composición adhesiva, de revestimiento o sellante es parte un revestimiento de construcciones que comprende techos, barreras contra aire y agua, un producto a prueba de humedad, o un producto para techos.
28. Un sustrato que contiene asfalto el cual tiene por lo menos una superficie y una composición adhesiva, de revestimiento o sellante aplicada a por lo menos una superficie de sustrato, en donde la composición adhesiva resiste el reblandecimiento del sustrato que contiene asfalto, y la composición adhesiva, de revestimiento o sellante comprende por lo menos un material de base y por lo menos un plastificante, en donde el por lo menos un plastificante tiene un peso molecular menor que alrededor de 3,000 gramos por mol y una estructura de acuerdo con la fórmula (I), en donde R1 es un átomo de hidrógeno; un grupo alquilo saturado o insaturado, funcionalizado o no funcionalizado, de cadena ramificada o recta que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono, un grupo alcanol funcionalizado o no funcionalizado que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono o un grupo arilo funcionalizado o no funcionalizado que tiene de alrededor de 6 a alrededor de 12 átomos de carbono; x es un número entero de alrededor de 1 a alrededor de 10; y R2 es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o grupo alquilo que contiene éter saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta, funcionalizado o no funcionalizado, que tiene de 1 a alrededor de 50 átomos de carbono; o un grupo que contiene éster.
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