MX2015003111A - Composiciones de material bituminoso y metodos de fabricacion. - Google Patents

Abstract

Una composición de material bituminoso de grado de techado no-soplado comprende material de alimentación de material bituminoso, la poliolefina que tiene un peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 50000 g/mol, y opcionalmente uno o más aditivos, en donde el punto de la composición suavizante está por encima de 70 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es al menos aproximadamente 12 dmm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5. Un método de fabricación de la misma.

Description

COMPOSICIONES DE MATERIAL BITUMINOSO Y MÉTODOS DE FABRICACION REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD RELACIONADA La presente solicitud reclama prioridad bajo 35 USC § 119 (e) Solicitud de Patente Provisional N° 61/700,248, presentada el 12 de septiembre de 2012, cuya descripción se incorpora aquí por referencia en su totalidad.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a composiciones de material bituminoso y métodos de fabricación del mismo.

Antecedentes de la invención El material bituminoso oxidado (material bituminoso también se conoce como el asfalto) es utilizado por la industria del techado para hacer tejas para Lechos y membranas para techos, entre otras cosas. El material bituminoso oxidado, también llamado "revestimiento soplado", se produce generalmente por oxidación de un material bituminoso de materias primas adecuadas, normalmente material bituminoso de destilación directa o mezclas de material bituminoso de destilación directa, soplando un gas que contiene oxigeno (por ejemplo, aire, oxígeno o una mezcla de gas inerte y oxígeno) a través de la materia prima de material bituminoso a una temperatura elevada (por lo general entre 230 °C-290 °C (450 °F-550 °F)) para cierta cantidad de tiempo (que puede ser más de 10 horas). A veces, este proceso se lleva a cabo en presencia de uno o más catalizadores. Como resultado de soplado de oxigeno, o gas que contiene oxigeno, a través de material bituminoso, las propiedades del material bituminoso cambian. Generalmente, el proceso de soplado se termina una vez que el material bituminoso ha obtenido la penetración, punto de suavizado y viscosidad deseados.

Mientras que el proceso descrito anteriormente se utiliza ampliamente en la industria, tiene deficiencias significativas. Por ejemplo, el proceso es lento y la cantidad de energía necesaria para que funcione es alta debido a que el proceso debe realizarse a una temperatura a la que el material de alimentación sea suficiente líquido para permitir que burbujee el gas que contiene oxígeno a través de él. Más importante aún, los gases del material bituminoso producidos por el calentamiento de la materia prima y soplando un gas que contiene oxígeno a través de él se consideran un peligro para la salud y son potencialmente cancerígenos. Ejemplos de compuestos de material bituminoso en estos gases incluyen sulfuro de hidrógeno, óxidos de azufre (SOx), compuestos orgánicos de azufre, hidrocarburos, óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de carbono.

Antes de su liberación a la atmósfera, los gases de erial bituminoso formados por el proceso de soplado descritos, a menudo pasan a través de un tanque de eliminación hermético al agua y después se somelen a un proceso de incineración para reducir la emisión de sustancias peligrosas. Sin embargo, estas medidas de control de emisiones son costosas y por lo general no impiden la emisión de todas las sustancias potencialmente peligrosas.

Las materias primas de flujo para techado requieren propiedades estrictas para asegurar que el recubrimiento fundido resultante tenga propiedades que cumplan sus especificaciones. Las materias primas de flujo para techado están en cantidades limitadas.

Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de desarrollar un método que no se basa en el procedimiento de soplado descrito, pero que sin embargo da como resultado composiciones de material bituminoso que tienen las propiedades de material bituminoso oxidado. La presente invención aborda esta necesidad.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una composición de material bituminoso para techos sin grado de soplado que comprende: a) material de alimentación de material bituminoso; b) poliolefina que tiene un peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 50000 g/mol; y c) opcionalmente uno o más aditivos, en donde el punto de la composición suavizante está por encima de 70 °C como se determina de acuerdo con el metodo ASTM D36 y la penetración de la composición es al menos aproximadamente 12 dm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5.

En ciertas modalidades de la presente invención, la materia prima de material bituminoso es un material bituminoso de grado de pavimentación. En otras modalidades de la presente invención, la poliolefina se selecciona entre el grupo constituido por homopolimero de polietileno (PE), homopolimero de polietileno de baja densidad (LDPE), homopolimero de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), homopolimero de polietileno de alta densidad (HDPE), homopolimero de polietileno de baja densidad oxidado (LDPE Ox), homopolimero de polietileno de alta densidad oxidado (Ox HDPE), polipropileno (PP) homopolimero, co-polimero de etileno-ácido acrilico (EAA), co-polimero de etileno-acetato de vinilo (EVA), co-polimero de anhídrido maleico - etileno (MAPE), co-polimero anhídrido maleico - propileno (MAPP), cera de Fischer-Tropsch (FT cera), y mezclas de los mismos . En otras modalidades de la presente invención, los aditivos se seleccionan del grupo que consiste en plastómeros, elastómeros, ceras, ácido polifosfórico, aceite de flujo, plastificantes y antioxidantes. En otras modalidades de la presente invención, la poliolefina está presente en una concentración de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 25% en peso del peso total de la composición de material bituminoso; la materia prima de asfalto está presente a una concentración de aproximadamente 65% en peso a aproximadamente 99% en peso del peso total de la composición de material bituminoso; y uno o más aditivos juntos están presentes en una concentración de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 10% en peso del peso total de la composición de material bituminoso.

En ciertas modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso tiene un punto de suavizado a una temperatura de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 115 °C, determinado de acuerdo con el método ASTM D36. En otras modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso no comprende copolimero de estireno/butadieno/estireno de tres bloques (SBS). En otras modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso se hace por un proceso de mezcla de la materia prima de material bituminoso con una poliolefina que tiene una cristalinidad mayor que 75%.

La presente invención también proporciona un método de fabricación de cualquiera de las composiciones de material bituminoso anteriores, que comprende mezclar la poliolefina o mezclas de diferentes poliolefinas de bajo peso molecular con la carga de alimentación de material bituminoso a una temperatura de aproximadamente 75 °C a aproximadamente 200 °C durante un tiempo de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 6 horas. En otras modalidades de la presente invención, la mezcla se realiza mediante el uso de un mezclador de bajo esfuerzo cortante a una velocidad de aproximadamente 5 a aproximadamente 100 RPM RPM.

La presente invención proporciona una composición de material bituminoso para techos sin grado de soplado que comprende: a) material de alimentación de material bituminoso; b) poliolefina que tiene un peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 50000 g/mol; y c) opcionalmente uno o más aditivos, en el que el punto de la composición suavizante es de entre 57 °C y 113 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es de al menos aproximadamente 12 dmm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5.

En ciertas modalidades de la presente invención, el punto de la composición suavizante es entre 57 °C y 66 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es de aproximadamente 18 a aproximadamente 60 dmm a 25 °C tal como se determina de acuerdo con el método ASTM D5. En otras modalidades de la presente invención, el punto de la composición suavizante es de entre 70 °C y 80 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es de aproximadamente 18 a aproximadamente 40 dmm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D . En otras modalidades de la presente invención, el punto de la composición suavizante es de entre 85 °C y 96 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es de aproximadamente 15 a aproximadamente 35 dmm a 25 C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5. En incluso otras modalidades de la presente invención, el punto de la composición suavizante es de entre 99 °C y 107 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es de aproximadamente 12 a aproximadamente 25 dmm a 25 °C como determinado de acuerdo con el método ASTM D5.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0014] Entre los ejemplos específicos se han elegido con fines de ilustración y descripción, y se muestran en los dibujos adjuntos, que forman parte de la especificación. Estos ejemplos y dibujos que se acompañan no se deben interpretar de ninguna manera que limitan el alcance de la invención.

La figura 1 muestra un gráfico que visualiza la relación entre los datos de punto de suavizado de la Tabla 1 y aditivo de cristalinidad correspondiente. El punto de suavizado de datos se representa gráficamente como una función de aditivo cristalinidad.

La Figura 2 muestra un gráfico que visualiza la relación entre los datos de penetración de la Tabla 1 y el aditivo de cristalinidad correspondiente. Los datos de punto de penetración se representan como una función de aditivo cristalinidad.

La Figura 3 muestra un gráfico que visualiza la relación entre los datos de punto de suavizado de la Tabla 2 y el aditivo de cristalinidad correspondiente. F,1 punto de suavizado de datos se representan gráficamente como una función de aditivo cristalinidad.

La Figura 4 muestra un diagrama que visualiza la relación entre los datos de penetración de la Tabla 2 y el aditivo de cristalinidad correspondiente. Los datos de punto de penetración se representan como una función de aditivo cristalinidad.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a composiciones de material bituminoso novedosos y métodos de fabricación de los mismos. Sorprendentemente, se ha encontrado que la adición de poliolefina a la materia prima del material bituminoso tiene un efecto que es similar al efecto de oxidación de la materia prima de material bituminoso por soplado de un gas que contiene oxigeno a través del mismo. Este efecto se puede conseguir, en principio, incluso sin la adición de otros aditivos (por ejemplo, copolímero de estireno/butadieno/estireno (SBS) de tres bloques). Esto significa que la penetración del material bituminoso (también conocida como dureza), punto de suavizado y la viscosidad pueden ser optimizados y ajustados a los estándares de la industria mediante la adición de poliolefina a ella. Por lo tanto, la presente invención permite la optimización de material bituminoso sin las deficiencias de la oxidación del material bituminoso por soplado, que es lo que se hace típicamente en la téenica.

La invención proporciona una composición de material bituminoso para techos sin grado de soplado que comprende: a) material de alimentación de material bituminoso; b) poliolefina que tiene un peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 50000 g/mol; y c) opcionalmente uno o más aditivos, en el que el punto de la composición suavizante está por encima de 70 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es al menos aproximadamente 12 dmm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5.

El material bituminoso, también conocido como asfalto, es el líquido o semi-sólido pegajoso, negro y altamente viscoso presente en 1a mayoría de los petróleos crudos y en algunos otros depósitos naturales. Los términos asfalto y material bituminoso se utilizan a menudo indistintamente para significar ambas formas naturales y manufacturadas de la sustancia, los cuales están dentro del alcance de la presente invención. La producción de material bituminoso de grado industrial se conoce generalmente en la téenica y por lo tanto no se describe aquí en detalle.

En la presente invención, la materia prima de material bituminoso puede estar hecha de cualquier tipo adecuado de material bituminoso. Esto incluye los materiales bituminosos de grado de pavimentación o una mezcla de diferentes materiales bituminosos de grado de pavimentación. Los materiales bituminosos de grado de pavimentación son normalmente más duro (es decir, tienen menor penetración) y tienen un punto de suavizado más alto y la viscosidad de los materiales bituminosos típicamente utilizadas como materia prima para el proceso de soplado de oxígeno (por ejemplo, techos materia prima de flujo). Materiales bituminosos de grado de pavimentación se pueden mezclar con materiales bituminosos duros, brea, material bituminoso de baja PEN y flujos de techado.

Los ejemplos no exclusivos de materiales bituminosos de grado de pavimentación dentro del alcance de la presente invención incluyen materiales bituminosos de grado de pa imentación que tienen cualquiera de los siguientes grados de rendimiento: PG 46-34, PG 52-34, PG 52-28, PG 64-22, PG 64-16, PG 64-10, PG 67-22, PG 70-28, PG 70- 22, PG 70-16, PG 70-10, PG 76-28, PG 76-22, PG 76 -16 y PG 76-10. Además, los ejemplos no exclusivos de los materiales bituminosos de grado de pavimentación dentro del alcance de la presente invención incluyen materiales bituminosos de grado de pavimentación que tienen de uno cualquiera de los siguientes grados de penetración: 50/70, 60/90, 80/100, 80/120, y 120/150.

En la presente invención, la materia prima de material bituminoso también puede estar hecho de cualquier tipo adecuado de material bituminoso de grado de techado, tales como, pero sin limitarse a, material bituminoso de grado de techado que tiene cualquiera de los siguientes grados de dureza: pluma de 100/150 dmm, pluma de 150/200 dmm, pluma de 200/300 dmm, y pluma de más de 300 dmm.

Todos los materiales bituminosos descritos en este documento, asi como su fabricación, disponibilidad comercial y uso, son generalmente conocidos en la téenica y por lo tanto no se describen aquí en detalle.

En una modalidad preferida de la presente invención, la materia prima de material bituminoso es un material bituminoso de grado de pavimentación.

En ciertas modalidades de la presente invención, la materia prima de material bituminoso está presente a una concentración de aproximadamente 65% en peso a aproximadamente 99% en peso del peso total de la composición de material bituminoso de la presente invención. Fin otras modalidades de la presente invención, la materia prima de material bituminoso está presente a una concentración de aproximadamente 65% en peso a aproximadamente 75% en peso, de aproximadamente 75% en peso a aproximadamente 85% en peso, y de aproximadamente 85% en peso a aproximadamente 99% en peso del peso total de la composición de material bituminoso. En una modalidad preferida de la presente invención, la materia prima del material bituminoso está presente en una concentración de aproximadamente 97% en peso del peso total de la composición de material bituminoso.

La poliolefina de la presente invención tiene un peso molecular (peso molecular promedio en peso, Mw) de aproximadamente 800 a aproximadamente 50000 g/mol. En ciertas modalidades de la presente invención, la poliolefina tiene un peso molecular de aproximadamente 1000 a aproximadamente 5000 g/mol, de aproximadamente 5000 a aproximadamente 10000 g/mol, de aproximadamente 10000 a aproximadamente 20000 g/mol, de alrededor de .20000 a alrededor de 30000 g/mol, de aproximadamente 30000 a aproximadamente 40000 g/mol, y de aproximadamente 40000 a aproximadamente 50000 g/mol. En una modalidad, la poliolefina tiene un peso molecular de aproximadamente 2000 a aproximadamente 15000 g/mol. En otra modalidad, la poliolefina tiene un peso molecular de aproximadamente 4000 a aproximadamente 20000 g/mol. El peso molecular de la poliolefina de la presente invención se determina por cromatografía de permeación en gel (GPC), que es una téenica generalmente conocida en la técnica. Para el propósito de GPC, la muestra a medir se disuelve en 1, 2,4-triclorobenceno a 140 °C a una concentración de 2.0 mg/ml. La solución (200 uL) se inyecta en la GPC que contiene dos (300x7.5 m ) columnas PLgel 5mih Mixed-D mantenidos a 140 °C con una velocidad de flujo de 1.0 mi/minuto. El instrumento está equipado con dos detectores (índice de refracción y el detector de viscosidad). El peso molecular (peso molecular promedio de peso, Mw) se determina utilizando una curva de calibración generada a partir de un conjunto de estándares de polietileno lineal de Mw estrecho.

En ciertas modalidades de la presente invención, la poliolefina usada para preparar la composición de material bituminoso de la presente invención es cristalina. En otras modalidades de la presente invención, la poliolefina utilizada para preparar la composición de material bituminoso de la presente invención es semi-cristalino.

En ciertas modalidades de la presente invención, la poliolefina usada para preparar la composición de material bituminoso de la presente invención tiene una cristalinidad superior al 50%. En otras modalidades de la presente invención, la poliolefina usada para preparar la composición de material bituminoso de la presente invención tiene una cristalinidad superior al 75%. En otras modalidades de la presente invención, la poliolefina usada para preparar la composición de material bituminoso de la presente invención tiene una cristalinidad de aproximadamente 50 a aproximadamente 60%, de aproximadamente 60% a aproximadamente 70%, de aproximadamente 70% a aproximadamente 80%, de aproximadamente 80% a aproximadamente 90%, y, en una modalidad preferida, de aproximadamente 90% a aproximadamente 100%. La cristalinidad de dicha poliolefina se determina por calorimetría diferencial de barrido (DSC), que es una téenica generalmente conocida en la técnica. El DSC se ejecuta en un ciclo de calor, enriamiento, recalentado a 10 °C/minuto y velocidades de enfriamiento. La muestra se enfría inicialmente a -50 °C después se calentó a 150 °C, se enfrió de nuevo a -50 °C y recalentado a 150 °C. El porcentaje de cristalinidad se determina dividiendo la entalpia de fusión determinado a partir del ciclo de recalentamiento por 290 j/g para el polietileno (co)-polímeros y 190 J/g para polímeros de polipropileno.

Una poliolefina particularmente preferido tiene un Mw de aproximadamente 2000 a aproximadamente 5000 y una cristalinidad de aproximadamente 90% a aproximadamente 100%.

En ciertas modalidades de la presente invención, se selecciona la poliolefina de la presente invención a partir del grupo que consiste en polietileno (PE) homopolímero, homopolímero de polietileno de baja densidad (LOPE), polímero de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE), polietileno de alta densidad homopolímero (HDPE), oxidado homopolímero de polietileno de baja densidad (Ox LDPE), oxidado homopolímero de polietileno de alta densidad (Ox HDPE), polipropileno (PP) homopolímero, copolímero de etileno-ácido acrílico (EAA), copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA), copolímero de anhídrido maleico - etileno (MAPE), copolímero de anhídrido maleico -propileno (MAPP), cera de Fischer-Tropsch (cera FT), y mezclas de los mismos.

Todas las poliolefinas descritas en este documento, así como su fabricación, disponibilidad comercial y uso, son generalmente conocidos en la téenica y por lo tanto no se describe aquí en detalle.

En algunas modalidades de la presente invención, la poliolefina está presente en una concentración de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 25% en peso del peso total de la composición de material bituminoso de la presente invención. En otras modalidades de la presente invención, la poliolefina está presente en una concentración de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 5% en peso, de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 10% en peso, de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 15% en peso, a partir de aproximadamente el 15% en peso a aproximadamente 20% en peso, y de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 25% en peso del peso total de la composición de material bituminoso. En una modalidad preferida de la presente invención, la poliolefina está presente en una concentración de aproximadamente 3% en peso del peso total de la composición de material bituminoso.

En ciertas modalidades de la presente invención, la composición bituminosa de la presente invención tiene un punto de suavizado a una temperatura de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 115 °C tal como se determina de acuerdo con el método ASTM D36. En otras modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso de la presente invención tiene un punto de suavizado a una temperatura de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 90 °C, de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 100 °C, y de aproximadamente 100 °C a alrededor de 115 °C, tal como se determina de acuerdo con el método ASTM D36.

En ciertas modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso comprende uno o más aditivos. El uso de tales aditivos es bien conocido por los expertos en la téenica. Tales aditivos pueden ser utilizados para mejorar ciertas propiedades del producto de material bituminoso (por ejemplo, su penetración (es decir, dureza), la viscosidad y punto de suavizado). Ejemplos no exclusivos de tales aditivos dentro del alcance de la presente invención incluyen plastómeros, elastómeros, ceras, ácidos polifosfórleos, aceites de flujo, plastificantes, antioxidantes, y combinaciones de los mismos, asi como otros aditivos convencionales conocidos en la téenica, como, por ejemplo, recielado de neumáticos triturado de hule, y anti tira aditivos, ejemplos no limitativos de los cuales son la cal hidratada y aminas. En otras modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso comprende polvo de neumático o polioctenámero, o ambos, como aditivos.

En ciertas modalidades de la presente invención, uno o más aditivos juntos están presentes en una concentración de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 10% en peso del peso total de la composición de material bituminoso. En otras modalidades de la presente invención, el uno o más aditivos juntos están presentes en una concentración de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 1.0% en peso, de aproximadamente 1.0% en peso a aproximadamente 5.0% en peso, y de aproximadamente 5.0% en peso a aproximadamente 10% en peso del peso total de la composición de material bituminoso.

Los elastómeros pueden ser seleccionados de entre el grupo que consta de hule natural y hule sintético polimerizado. Otros ejemplos no exclusivos de elastómeros adecuados dentro del alcance de la presente invención incluyen butilo, polibutadieno, poliisopreno y hule poliisobuteno; copolimero de estireno/butadieno, tales como copolímero de estireno/butadieno/estireno de tres bloques (SBS); copolímero de estireno/etileno-butileno/eslireno de tres bloques (SEBS); poli (estireno-isopreno-estireno) (SIS); de etileno-metacrilato (EMA); monómero de dieno de etileno-propileno (EPDM); etileno-vinilo-acctato (EVA); y terpolimero de etileno-acrilato de glicidilo (EGA).

La cera puede ser una cera funcionalizada o sintético o una cera de origen natural. La cera puede ser oxidada o no oxidada. Ejemplos no exclusivos de ceras sintéticas dentro del alcance de la presente invención incluyen etileno bis-estearamida (EBS), cera de Fischer-Tropsch (FT), oxidado de cera Fischer-Tropsch (FTO), ceras de poliolefina tales como cera de polietileno (PE), cera de polietileno oxidado (OxPE), cera de polipropileno, cera de polipropileno/polietileno, cera de alcohol, cera de silicona, ceras de petróleo tales como cera microcristaiina o parafina y otras ceras sintéticas. Ejemplos no exclusivos de ceras funciona1izados dentro del alcance de la presente invención incluyen ceras de amina, ceras de amida, ceras de éster, ceras de ácidos carboxilicos, y ceras microcristalinas. Naturalmente cera se produce se puede derivar de una planta, de un animal, o de un mineral, o de otras fuentes conocidas en la téenica. Ejemplos no exclusivos de ceras naturales dentro del alcance de la presente invención incluyen ceras vegetales tales como la cera de candelilla, cera de carnauba, cera de arroz, cera de Japón y aceite de jojoba; ceras de origen animal como la cera de abejas, lanolina y cera de ballena; y ceras minerales tales como cera de montana, ozoquerita y ceresina. Cualquier mezcla de ceras antes mencionadas también está dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, la cera puede incluir una mezcla de cera de Fischer-Tropsch (FT) y una cera de polietileno.

El ácido fosfórico se puede usar en cantidades convencionales para elevar el punto de suavizado del producto. El ácido fosfórico se puede proporcionar en cualquier forma adecuada, incluyendo una mezcla de diferentes formas de ácido fosfórico. Por ejemplo, algunas formas diferentes de ácido fosfórico dentro del alcance de la presente invención incluyen ácido fosfórico, ácido polifosfórico, ácido superfosfórico, ácido pirofosfórico y ácido trifosfórico.

Los plastificantes se pueden utilizar en cantidades convencionales para aumentar la plasticidad o fluidez de un material. Ejemplos no exclusivos de plastificantes dentro del alcance de la presente invención incluyen aceites de hidrocarburos (por ejemplo, parafina, aceites aromáticos y nafténicos), diésteres de alquilo de cadena larga (por ejemplo, ásteres de ácido itálico, tales como ftalato de dioctilo, y ésteres de ácido adípico, tales como adipato de dioctilo), ésteres de ácido sebácico, glicol, ácido graso, fosfórico y ésteres de ácido esteárico, plastificantes epoxi (por ejemplo, aceite de soja epoxidado), plastificantes de poliéter y de poliéster, monoésteres de alquilo (por ejemplo, oleato de butilo), ésteres de éter parcial de cadena larga (por ejemplo, oleato de butilo cellosolve), y otros plastificantes conocidos en la téenica.

Los antioxidantes se pueden usar en cantidades convencionales para prevenir la degradación oxidativa de los polímeros que causa una pérdida de fuerza y flexibilidad en estos materiales. Tales antioxidantes son generalmente conocidos en la técnica y por lo tanto no se describen aquí en detalle.

Todos los aditivos descritos en este documento, así como su fabricación, disponibilidad comercial y uso, son generalmente conocidos en la técnica y por lo tanto no se describen aquí en detalle.

En otras modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso no comprende uno o más aditivos. En ciertas modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso no comprende ningún copolímero de butadieno/estireqo. En otras modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso no comprende un copolímero de estireno/butadieno/estireno de tres bloques (SBS).

La presente invención también proporciona un método de preparación de las composiciones de material bituminoso se describen en el presente documento mediante la mezcla de poliolefina o mezclas de poliolefinas que tienen diferentes pesos moleculares y cristalinidad y, opcionalmente, uno o más aditivos, con la materia prima material bituminoso usando una temperatura y agitación adecuada y bajo condiciones generales conocidas generalmente en la téenica. En ciertas modalidades de la presente invención, la mezcla se realiza a una temperatura de aproximadamente 75 °C a aproximadamente 200 °C durante un tiempo de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 6 horas. En otras modalidades de la presente invención, la mezcla se realiza usando un mezclador de bajo esfuerzo cortante a una velocidad de aproximadamente 5 RPM a aproximadamente 100 RPM.

La composición de material bituminoso de acuerdo con la presente invención es adecuada para usarse como un recubrimiento de asfalto para hacer tejas asfálticas. En ciertas modalidades de la presente invención, la composición de material bituminoso cumple con los estándares definidos por el método ASTM D3462. También dentro del alcance de la presente invención están las tejas para techos elaboradas a partir de la composición de material bituminoso se describe en el presente documento, y los métodos de fabricación de tales tejas para techos.

El punto de suavizado (SP) de la composición de material bituminoso de la presente invención se mide de acuerdo con el método ASTM D36; la penetración (PEN) (es decir, dureza) se mide de acuerdo con el método ASTM D5, realizado a 25 °C; y la viscosidad de fusión se mide de acuerdo con el método ASTM D4402, usando un viscosimetro rotacional.

También dentro del alcance de la presente invención son materiales bituminosos de grado no-soplado para techos que tienen los siguientes rangos de penetración y punto de suavizado, respectivamente: 25-35 y 70-80; 20-30 y 80-90; 20-30 y 90-100; 30-40 y 10 100-1; y 10-20 y 10-120 1.

Penetración en este caso se mide a través de EN 1426 y SP en este caso es medida a través de 1427.

Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente la presente invención, pero no deben interpretarse para limitar el alcance de la invención de ninguna manera.

EJEMPLOS Como se muestra en las Tablas 1 a 4 a continuación, se mezclan diferentes poliolefinas cristalinas y semi-cristalinas con materia prima de material bituminoso (asfalto de base) en el % en peso indicado del peso total de la composición de material bituminoso. La mezcla se realiza a una temperatura de aproximadamente 148 °C a aproximadamente 160 °C (300 a 320 °F) utilizando una (tamaño comercial) mezcladora de bajo esfuerzo cortante durante aproximadamente 1 a 2 horas a una velocidad de aproximadamente 100 RPM a aproximadamente 1000 RPM para obtener composiciones de material bituminoso de la presente invención. Todas las poliolefinas en los cuadros 1 y 2 están disponibles comercialmente, por ejemplo, de Honcywel1 International, Nueva Jersey, EE.UU.. La única excepción a esto es la cera cotizada FT, que está disponible corriereialmente de, por ejemplo, Sasol Ltd.

La penetración (o dureza) de las composiciones de material bituminoso de la presente invención se midió de acuerdo con el método ASTM D5, realizado a 25 °C, y el punto de suavizado (SP) de la composición de material bituminoso de la presente invención se midió de acuerdo con el método ASTM D36. La viscosidad de fusión se midió de acuerdo con el método ASTM D4402, usando un viscosimetro rotacional. Estas mediciones mostraron que la penetración y el punto de las composiciones de material bituminoso de la presente invención son de suavizado inferior y superior, respectivamente, en comparación con el punto de la materia prima sin tratar material bituminoso de penetración y de suavjzado (véanse las Tablas 1 a 4 a continuación), y similar a la penetración (o dureza) y el punto de suavizado que el experto en la materia esperaría a partir de composiciones de material bituminoso oxidado. Estas mediciones también mostraron que este efecto se puede aumentar mediante el uso de poliolefinas que tiene una particularmente alta cristalinidad y/o mediante el uso de mayores cantidades relativas de tales poliolefinas. Las Figuras 1 y 2 muestran gráficos que visualizan la relación entre los datos de punto de suavizado y los datos de penetración de la Tabla 1, respectivamente, y el aditivo de cristalinidad correspondiente. Las Figuras 3 y 4 muestran gráficos que visualizan la relación entre los datos de punto de suavizado y los datos de penetración de la Tabla 2, respectivamente, y el aditivo de cristalinidad correspondiente .

Tabla 1 l - i i ll l - - i ' i ' - í- - lt- i i i . .

Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1.- Una composición de material bituminoso de grado de techado no soplado que comprende: a) materia prima de material bituminoso; b) poliolefina que tiene un peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 50000 g/mol; y c) opcionalmente uno o más aditivos, en donde el punto de la composición suavizante está por arriba de 70 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es al menos aproximadamente 12 dm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5.

2.- La composición de material bituminoso de la reivindicación 1, en donde la poliolefina se selecciona del grupo que consiste en polietileno (PE) homopolimero, homopolimero de polietileno de baja densidad (LOPE), homopolimero de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE), homopolimero de polietileno de alta densidad (HDPE), homopolimero de polietileno de baja densidad oxidado (LDPE Ox), homopolimero de polietileno de alta densidad oxidado (Ox HDPE), polipropileno (PP) homopolimero, copolímero de etileno-ácido acrilico (EAA), copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA), copolímero de etileno-anhídrido maleteo (MAPE), co-polímero de anhídrido maleico - propileno (MAPP), cera de Fischer-Tropsch (cera FT), y mezclas de los mismos.

3.- La composición de material bituminoso de la reivindicación 2, en donde los aditivos se seleccionan del grupo que consiste en plastómeros, elastómeros, ceras, ácido polifosfórico, aceite de flujo, plastificantes y antioxidantes.

4.- La composición de material bituminoso de la reivindicación 3, en donde la polioiefina está presente en una concentración de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 25% en peso del peso total de la composición de material bituminoso; en donde la materia prima de asfalto está presente a una concentración de aproximadamente 65% en peso a aproximadamente 99% en peso del peso total de la composición de material bituminoso; y en donde uno o más aditivos juntos están presentes en una concentración de aproximadamente 0.5% en peso a aproximadamente 10% en peso del peso total de la composición de material bituminoso.

5.- La composición de material bituminoso de la reivindicación 1, que tiene un punto de suavizado a una temperatura de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 115 °C tal como se determina de acuerdo con el método ASTM D36.

6.- La composición de material bituminoso de la reivindicación 5, que no comprende copolímero de estireno/butadieno/estireno de tres bloques (SBS).

7.- La composición de material bituminoso de la reivindicación 1, hecha por un proceso de mezcla de la materia prima de material bituminoso con una poliolefina que tiene una erista1inidad mayor que 75%.

8.- Una composición de material bituminoso de grado de techado no soplado que comprende: a) materia prima de material bituminoso; b) poliolefina que tiene un peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 50000 g/mol; y c) opcionalmente uno o más aditivos, en el que el punto de la composición suavizante es de entre 57 °C y 13 °C 1, determinado de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es al menos aproximadamente 12 dm a 25 °C como determinado de acuerdo con el método ASTM D5.

9.- La composición de material bituminoso de la reivindicación 8, en donde el punto de la composición suavizante es de entre 57 °C y 66 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es de aproximadamente 18 a aproximadamente 60 dmm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5.

10.- La composición de material bituminoso de la reivindicación 8, en donde el punto de la composición suavizante es de entre 70 °C y 80 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es de aproximadamente 18 a aproximadamente 40 dmm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5. RESUMEN Una composición de material bituminoso de grado de techado no-soplado comprende material de alimentación de material bituminoso, la poliolefina que tiene un peso molecular de aproximadamente 800 a aproximadamente 50000 g/mol, y opcionalmente uno o más aditivos, en donde el punto de la composición suavizante está por encima de 70 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D36 y la penetración de la composición es al menos aproximadamente 12 dm a 25 °C como se determina de acuerdo con el método ASTM D5. Un método de fabricación de la misma.