MXPA97002906A - Espuma asfaltica - Google Patents

Espuma asfaltica

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MXPA97002906A MXPA/A/1997/002906A MX9702906A MXPA97002906A MX PA97002906 A MXPA97002906 A MX PA97002906A MX 9702906 A MX9702906 A MX 9702906A MX PA97002906 A MXPA97002906 A MX PA97002906A
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Abstract

Unaespuma de poliuretano o isocianurato asfáltica (12)útil en aplicaciones de techado. La espuma se hace de asfalto que tiene una escala de penetración entre aproximadamente 5-25, un punto de suavizado de entre aproximadamente 46.8øC y 93.3øC y un contenido de asfalteno no mayor a aproximadamente 30%. Este asfalto se licúa y se mezcla con una mezcla de polioles tales como Voranol 270, Multranol 9138 y aceite de ricino. Otros químicos, tales como un agente tensoactivo, un reductor de viscosidad, y un retardador de flama también se pueden incluir en esta mezcla. La mezcla se lleva después a una temperatura entre aproximadamente 60øC a 104.4øC, se mezcla con agua y un poli-isocianato en una relación molar de poli-isocianato:poliol de entre aproximadamente 0.95:1 y aproximadamente 1.3:1, y se hace reaccionar para formar una espuma de poliuretano asfáltica. Alternativamente, se puede usar una relación molar de poli-isocianato:poliol de entre aproximadamente 2.0:1 y aproximadamente 2.7:1. En este caso, se produce espuma asfáltica de isocianurato.

Description

ESPUMA ASFÁLTICA Campo de la Invención La presente invención se refiere a espumas asfálticas que son útiles para techado y otras aplicaciones. Antecedentes de la Invención 1. Espumas Asfálticas Se han hecho muchos intentos para incorporar asfalto en espumas de poliuretano. Principalmente, se ha usado asfalto como un material de relleno para dichas espumas, debido al hecho de que es menos costosa que los químicos precursores usados para producir espuma de poliuretano. Por ejemplo, en la Solicitud de Patente Española No. 375,769, se describe un proceso en el cual se añade polvo asfáltico a una mezcla precursora de poliuretano como un material de relleno. El polvo de asfalto y poliuretano, forman una masa plástica distribuida uniformemente. Sin embargo, la adición de asfalto a una espuma de poliuretano, también puede impartir ciertas características deseadas a la espuma. En la Solicitud de Patente Japonesa No. 76/64,489, por ejemplo, una espuma de poliuretano era impermeable por la adición de asfalto a los precursores de poliuretano. Otra mezcla de asfalto-poliuretano que tiene buena absorción de sonido y propiedades antivibrantes, se trató en la solicitud de Patente Japonesa No. 77/68,125. La mayoría de los procesos de la técnica anterior para incorporar asfalto en poliuretano, tal como la Solicitud de Patente Japonesa NO 76/54,489, han usado asfaltos suaves con bajos puntos de suavizado Dichos asfaltos pueden ser licuados y mezclados con polioles a temperaturas relativamente bajas para formar una mezcla uniforme, liquida de asfalto y polioles Mezclando completamente el asfalto licuado con los polioles, se puede producir entonces un producto de espuma de asfalto-poliuretano uniforme Ademas, dado a que el asfalto de punto bajo de suavizado permanece líquido a temperaturas relativamente bajas, las cuales son suficientemente bajas de manera que puede tomar lugar una reacción controlada Sin embargo, dichos productos de espuma generalmente tienen un contenido de asfalto relativamente bajo En la Solicitud de Patente Japonesa NO 76/64,489, por ejemplo, se usa un asfalto suave que tiene un grado de penetración de aguja de 80 a 100 Este asfalto tiene un punto de suavizado correspondientemente bajo de menos 150 grados En el proceso de esta patente el asfalto se mezclo con precursores de poliuretano y esta mezcla se hace reaccionar entonces para formar un producto comprimible, es decir, una espuma suave El uso de dichos asfaltos suaves en procesos de la técnica anterior, es aceptable cuando es conveniente para que el producto resultante sea una espuma suave Sin embargo, en ciertas aplicaciones, podría ser ventajoso un poliuretano asfáltico rígido Se describe un proceso para formar una espuma de pohuretano asfáltico rígido Se describe un proceso para hacer una espuma de poliuretano asfáltica rígida, por ejemplo, en la Patente de E U A No 4,255,678 a Roy. En este proceso, se recomiendan relaciones molares relativamente altas de isocianato a polioles, en algunos casos tan altas como 11:1. Por lo tanto, el proceso de Roy da como resultado productos que fueron muy friables y/o que carecieron de suficiente resistencia a la compresión. Cuando el asfalto de techado convencional que tiene un punto de suavizado de más de 93.3°C se uso en el proceso de Roy para producir espumas asfálticas, la reacción de formación de espuma también fue muy rápida, volviendo impráctica la fabricación de espumas asfálticas. 2. Asfalto en la Industria de Techados Varios materiales revestidos de asfalto impregnados de asfalto son de uso común en la industria de techado. Por ejemplo, el papel absorbente de agua que ha sido saturado con asfalto de bajo punto de suavizado, conocido como fieltro saturado, usualmente se coloca por debajo de otros componentes de techado. El asfalto del fieltro saturado proporciona repelencia de agua secundaria al fieltro. El asfalto de punto de suavizado superior se coloca sobre cualquier lado de filtro saturado para formar láminas de base, las cuales van debajo de las losas de un techo para formar el sistema de techado. Las láminas de base con superficie mineral sobre sus superficies superiores, conocidos como rodillos de superficie mineral, proveen durabilidad incrementada y el retardo de fuego a un techo pueden mejorar también la apariencia del techo. Los rodillos de superficie mineral, se han usado como cubierta de caballete, las estructuras ornamentales grandes que se montan sobre el pico de un techo. Sin embargo, los papeles impregnados de asfalto sufren de varios inconvenientes, cuando se usan como cubiertas de caballetes, por ejemplo, los rodillos de superficie mineral deben doblarse para ajustar la línea del caballete de un techo. Los rodillos de superficie mineral también algunas veces se doblan para hacerlas más gruesas y darle una apariencia en capas a una línea de caballete. El doblado de un rodillo de superficie mineral, ocasiona que se agrieten el asfalto y el substrato, sin embargo, dejando expuesto el material a los elementos. El rodillo de la superficie mineral tiende a deteriorarse en el sitio de dichas grietas dentro de 3 o 4 años de estar instalado, o aún antes, dando como resultado fugas y otro daño en el techo. También se han usado materiales alternos, tales como asfalto tratado con caucho con un substrato de poliéster flexible, también se han usado en la industria de techado. Por ejemplo, el asfalto modificado se ha usado en rodillos minerales para evitar el agrietamiento del asfalto y su substrato. 3. Espuma de Poliuretano en Tejamanil y Cubiertas de Caballete En las Patentes de E.U.A. Nos 5,232,530 y 5,305,569 de Malmquist y otros, se sugiere un método para combinar una espuma de políuretano y un material asfáltico en aplicaciones de techado. Estas patentes enseñan que se puede unir una espuma de poliuretano a la parte interna de un material asfáltico con el fin de producir un tejamanil de techo. Desde luego, esto implica el paso de fabricación para unir físicamente la espuma con el material asfáltico o formando de otra manera la espuma en el material asfáltico. Las capas de espuma de poliuretano y material asfáltico, además, pueden deslaminarse. Como se puede ver a partir de lo anterior, aún queda la necesidad de materiales de techado que contienen asfalto mejorados, particularmente para usarse como cubiertas de caballetes y tejamaniles. Además, existe una necesidad de espumas asfálticas que tienen mayor rigidez, las cuales se adaptan para usarse en la fabricación de artículos de espuma. Estos y otras necesidades son cumplidas por las espumas asfálticas y productos de espuma de la presente invención, y por los métodos descritos en la presente para producir estos productos de espuma. Compendio de la Invención De acuerdo con la presente invención, se puede producir una espuma de poliuretano rígido que incorpora asfalto y que tiene propiedades únicas. Esta espuma asfáltica es rígida, de peso relativamente ligero, dimensionalmente estable cuando se expone a los elementos de la intemperie y tiene buena estructura de celdas y resistencia a la compresión. Por lo tanto, a diferencia de las espumas de la técnica anterior, la espuma asfáltica de la presente invención se pueden usar en aplicaciones estructurales, tales como aplicaciones de techados.
En un aspecto, la presente invención comprende un método para producir una espuma asfáltica rígida, comprendiendo los pasos de: a) proveer asfalto que tiene una escala de penetración entre aproximadamente 5-25 y un punto de suavizado entre aproximadamente 48.8°C y 63.3°C; b) licuar el asfalto; c) añadir al asfalto uno o más polioles, formando así una mezcla intermedia; d) llevar la temperatura de la mezcla intermedia a entre aproximadamente 60°C y 104.4°C; e) añadir un agente de soplado a la mezcla intermedia, formando así una mezcla espumosa; f) mezclar un poli-isocianato con la mezcla espumosa, formando así una mezcla de reacción final, el poli-isocianato siendo añadido a la mezcla espumosa en una relación molar de pol i-isocianato:poliol de entre aproximadamente 1.3:1 y aproximadamente 1.1:1 o entre aproximadamente 2.0:1 y aproximadamente 2.7:1. en donde dicho polí-isocianto y dicha mezcla espumosa reaccionan para formar dicha espuma asfáltica. Cuando el paso de mezclado comprende añadir poli-isocianato a dicha mezcla espumosa en una relación molar de poli-isocianto:poliol de entre aproximadamente 2.0:1 y aproximadamente 2.7:1, el presente método también comprende preferiblemente el paso de añadir un catalizador a la mezcla intermedia. Preferiblemente, la relación molar de poli-isocianato:poliol es ya sea aproximadamente 1.1:1 o 2.5:1. Se puede añadir un catalizador entre aproximadamente 8% y 10% (en peso de la mezcla de poliol-asfalto) de un catalizador tal como DABCO® TMR-4. En una modalidad preferida, el asfalto usado en estos métodos tiene un contenido de asfalteno de no más de aproximadamente 30%. El componente de poliol preferiblemente se añade al asfalto en una cantidad de entre aproximadamente 5% y aproximadamente 100% en peso del asfalto. También se prefiere que uno o más polioles tengan entre 3 y 6 funcionalidades. Uno o más polioles preferiblemente es una mezcla de diferentes polioles, y más preferiblemente comprende cantidades aproximadamente iguales de 1) un primer poliol, el primer poliol teniendo tres funcionalidades hidroxi; 2) un segundo poliol, teniendo tres funcionalidades hidroxi; y aceite de ricino. En una modalidad preferida, el aceite de ricino se añade al asfalto antes de que se añadan los primero y segundo polioles. El primer poliol preferiblemente es Vornol 270, y el segundo poliol preferiblemente es Multranol 9138. El método anterior puede comprender adicionalmente el paso de mezclar modificador con el asfalto entre los pasos (b) y (c), en donde el modificador se añade en una cantidad de hasta aproximadamente 10% en peso de la mezcla intermedia, más preferiblemente, en una cantidad de aproximadamente 5% en peso de la mezcla intermedia. El modificador preferiblemente es polipropileno, más preferiblemente polipropileno atáctico o Vistamer™. El método en este aspecto de la invención, también puede incluir un número de otros pasos. Por ejemplo, se puede añadir un catalizador a la mezcla intermedia. Un reductor de viscosidad de peso modificado de asfalto también se puede mezclar en una mezcla intermedia, preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 4% en peso de la mezcla intermedia. Este reductor de viscosidad puede ser, en una modalidad, Viplex 5. El agente de soplado del proceso anterior preferiblemente es agua, la cual puede ser añadida en una cantidad de aproximadamente 1.5% del peso de la mezcla intermedia, preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 2% del peso. Además, el asfalto usado en el proceso, comprende preferiblemente aproximadamente 26.8% en peso de asfalteno, aproximadamente 8.8% en peso de hidrocarburos saturados, aproximadamente 30.5% de componentes polares y aproximadamente 33.9% de componentes aromáticos. El poli-isocianato para este proceso, se selecciona preferiblemente del grupo que consiste de Mondur E-489, PAPI 580, Rubinato HF-185, y Lupranato MO. En otro aspecto, la presente invención comprende un proceso continuo para hacer una losa de techado o cubierta de caballete. Este proceso comprende los pasos de: a) proveer una banda transportadora; b) aplicar una capa granular a la banda transportadora; c) proveer lados de un molde en la banda transportadora, los lados extendiéndose hacia arriba de la banda transportadora; d) aplicar la mezcla de reacción final de la reivindicación 1 a la capa granular; e) colocar una parte superior del molde sobre los costados; f) dejar que la mezcla de reacción final se eleve y cure, formando así la losa del techo o la cubierta del caballete. En otro aspecto de la presente invención, la invención comprende una cubierta de caballete que tiene una superficie inferior, adaptada para ser colocada en contacto con un techo de un edificio, y una superficie superior. Esta cubierta de caballete además comprende un eje longitudinal, el eje teniendo un extremo frontal y un extremo posterior, y por lo menos dos lados localizados axialmente distantes del eje longitudinal. La cubierta de caballete en este aspecto de la invención, comprende además una pluralidad de ventilas, en donde los extremos de salida de las ventilas están localizados por lo menos en uno de los dos lados y en donde cada uno de la pluralidad de ventilas se extiende axialmente hacia adentro, hacia el eje central. En una modalidad preferida, la cubierta de caballete incluye un canal central en la superficie inferior localizada a lo largo del je longitudinal. En esta modalidad, por lo menos una de las ventilas de la cubierta del caballete comprende además una abertura de canal central, en donde la abertura provee ventilación y comunicación entre el canal central y una de las ventilas En otra modalidad preferida, la cubierta de caballete de este aspecto de la invención, comprende además una cámara intermedia en la superficie inferior adyacente al canal central, en donde por lo menos una de las ventilas de la cubierta del caballete comprende además una abertura de cámara intermedia, la abertura proveyendo comunicación entre la cámara intermedia y por lo menos una de las ventilas En esta modalidad, la cámara intermedia comprende además una o mas barreras, cada una de las barreras comprendiendo un extremo próximo adyacente al canal central y un extremo distal adyacente a la abertura de cámara intermedia de cada una de las ventilas En otra modalidad preferida cada una de las barreras comprende una pared que se extiende desde la superficie inferior de la cubierta del caballete En una modalidad adicional, la cubierta del caballete de este aspecto de la invención, incluye un miembro sobresaliente el cual se extiende desde una primera superficie del canal central y una segunda superficie del canal central comprende una ranura adaptado para recibir el miembro sobresaliente El miembro sobresaliente y ranura, están adaptados para cooperar de manera que por lo menos se bloquee substancialmente el canal central cuando la cubierta del caballete se doble y un extremo distal del miembro sobresaliente se hace para entrar en la ranura El miembro sobresaliente y ranura se pueden localizar en el extremo posterior de la cubierta de caballete como en la modalidad mostrada en la Figura 8, o pueden localizarse intermedios al extremo frontal y el extremo posterior de la cubierta de caballete, como se muestra en la Figura 9 (que también incluye un miembro sobresaliente y ranura en el extremo posterior de la cubierta del caballete). Como se observa en la Figura 9, la cubierta del caballete de esta modalidad, también puede comprender una segunda ranura y un segundo miembro sobresaliente. El segundo miembro sobresaliente y segunda ranura se adaptan de alguna manera para cooperar de manera que por lo menos bloqueen substancialmente el canal central cuando se doble da cubierta de caballete y por lo tanto se forma un segundo miembro sobresaliente para entrar en la segunda ranura. En una modalidad, por lo menos uno de la pluralidad de ventilas de la cubierta del caballete de este aspecto de la invención, comprende un segmento que se extienden un ángulo con respecto a otro segmento de la ventila. Este ángulo preferiblemente es de aproximadamente 30°. Una modalidad adicional de la cubierta del caballete de la presente invención, permite que una cubierta del caballete se entrelace con una cubierta de caballete colindante. En esta modalidad, la superficie superior del extremo frontal de una primera cubierta de caballete comprende además un miembro elevado que tiene una primera superficie. La superficie inferior del extremo posterior de esta cubierta de caballete una cubierta de caballete colindante comprende una cavidad que tiene una segunda superficie.
La primera superficie del miembro elevado de la primera cubierta de caballete se adapta para ser capaz de ponerse en contacto o colocarse próximo a la segunda superficie de la cavidad de la cubierta de caballete colindante, el miembro elevado cooperando así con la cavidad de la cubierta de caballete colindante para interconectar la primera cubierta de caballete con la cubierta de caballete colindante. En una modalidad preferida, el asfalto modificado se coloca en contacto con o adyacente a la primera superficie el miembro elevado. De esta forma, cuando el miembro elevado y ala cavidad se intercalan, el asfalto modificado sellará el miembro elevado y cavidad juntos. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1, ilustra una cubierta de caballete hecha de material de espuma asfáltica de la presente invención. La Figura 2, ilustra una losa de techo hecha del material de espuma asfáltica de la presente invención. La Figura 3, muestra una losa de techo similar a la de la Figura 2, pero teniendo adicionalmente diferentes granulos coloreados depositados en dos extremos de la losa. Las Figuras 4a-4c, son una parte del diagrama del proceso para fabricar la cubierta de caballete de la Figura 1. La Figura 5, es una vista lateral de una banda transportadora con moldes sobre la misma para formar la cubierta de caballete de la Figura 1.
La Figura 6, es una vista superior de uno de los moldes mostrados en la Figura 3. La Figura 7, es un diagrama esquemático de un proceso para fabricar una espuma asfáltica de acuerdo con la presente invención. La Figura 8A, es una vista en planta superior de una modalidad alternativa de una cubierta de caballete de acuerdo con la presente invención. La Figura 8B, es una vista lateral de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 8A tomada del lado 162. La Figura 8C, es una vista en planta inferior de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 8A. La Figura 8D, es una vista separada parcial tomada a lo largo de la línea 8-8 de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 8A. La Figura 8E, es una vista lateral parcial de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 8A, tomada del lado 162, mostrando también la colocación de asfalto modificado sobre la porción intercalada de la cubierta de caballete con el fin de sellarla con otra cubierta de caballete. La Figura 8F, es una vista lateral de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 8A tomada desde el dalo 152. La Figura 8G, es una vista de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 8A tomada desde el lado 150.
La Figura 9, es una vista en planta inferior de otra modalidad alternativa de una cubierta de caballete de acuerdo con la presente invención. La Figura 10A, es una vista en planta superior de aún otra modalidad alternativa de una cubierta de caballete de acuerdo cola presente invención. La Figura 10B, es una vista lateral de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 10A, tomada desde el lado 522. La Figura 10C, es una vista en planta inferior de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 10A. La Figura 10D, es una vista lateral de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 10A, tomada desde el lado 510. La Figura 10E, es una vista lateral de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 10A, tomada desde el lado 512. La Figura 11A, es una vista en planta inferior de una modalidad alternativa adicional de una cubierta de caballete de acuerdo con la presente invención. La Figura 11B, es una vista lateral de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 11A, tomada desde el lado 322. La Figura 11C, es una vista en planta superior de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 11 A.
La Figura 11D, es una vista lateral de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 11A, tomada desde el lado 310. La Figura 11E, es una vista lateral de la modalidad de la cubierta de caballete mostrada en la Figura 11A, tomada desde el lado 312. La Figura 12A, es una vista en planta superior de una modalidad alternativa de un losa de techo de acuerdo con la presente invención. La Figura 12B, es una vista lateral de la modalidad de la losa de techo mostrada en la Figura 12A, tomada desde el lado 404. La Figura 12C, es una vista lateral de la modalidad de la losa de techo mostrada en la Figura 12A, tomada desde el lado 414. Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas de la Invención El asfalto se ha usado durante mucho tiempo en aplicaciones de impermeabilización, particularmente en la industria de techados. En la industria de techados, los materiales asfálticos se usan debido a su bajo costo, durabilidad y capacidad de soportar agua y calor extremo. Los papeles saturados o impregnados con asfalto, por ejemplo, se usan comúnmente para cubrir techos. Sin embargo, los papeles asfálticos no son muy adecuados para algunas aplicaciones. Son relativamente delgados y por lo tato no imparten las cualidades estéticas que imparten los materiales más gruesos. Además, cuando se hacen cubiertas de caballetes, los papeles asfálticos deben doblarse para ajustar la línea del caballete del edificio. Sin embargo, dado que los papeles asfálticos relativamente no son elásticos, una vez que se doblan, no pueden retomar su configuración previa. Durante el doblado, las fibras del papel, así como el mismo asfalto, se agrietan y se dañan. Por lo tanto, hay una necesidad para un material que contenga asfalto, el cual se puede usar en aplicaciones estructurales y que tiene propiedades que por lo tanto no se encuentran en otros materiales asfálticos. 1. Definiciones Como se usa en la presente, los términos listados en seguida serán definidos como sigue, a menos que un significado contrario se muestre claramente en el contexto: "Reacción de formación de espuma" debe significar la reacción química que se presente cuando se haga reaccionar un poliisocianato con una mezcla de asfalto-poliol para el proceso de la presente invención, con el fin de formar un poliuretano asfáltico o una espuma de isocianurato. "Asfalto modificado" se referirá al asfalto que se ha mezclado con polipropileno, particularmente polipropileno atáctico, o con otros modificadores de asfalto tales como estireno-butadieno-estireno (SBS) o Vistamer™, un hule en partículas con superficie modificada.
"Penetración" debe significar la dureza de un material, medido por la resistencia del material a la penetración por una aguja montada en un penetrómetro. Un penetrómero es un dispositivo que sujeta una aguja con una carga de 100 gramos ( + /- 0.05 gramos) y se mueve verticalmente sin fricción calculable. Para determinar el valor de penetración de un material, la punta de la aguja de un penetrómetro se coloca sobre la superficie de un material cuya dureza se debe probar, y la aguja se deja penetrar en el material durante 5 ( + /- 0.1) segundos a 25°C. La cantidad de penetración se valúa en términos de la longitud de la aguja, se mide en décimas de milímetros, que penetran el material en esos 5 segundos. Un valor numérico que corresponde a la cantidad de penetración el material. Este procedimiento sigue el método de prueba normal para la penetración de materiales bituminosos promulgados por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM, Designación D 5 - 83). Dado que una aguja pasará a través de un material más suave más rápidamente que un material más duro, los valores de penetración superior corresponden a materiales más suave. La "mezcla de reacción" se referirá a cualquier combinación de reactivos usados en el proceso de la presente invención antes de hacerlos reaccionar en una reacción de espumación. "Punto de suavizado" significa la temperatura a la cual el asfalto obtiene un grado particular de suavidad. El asfalto no tiene un punto de fusión definido, pero si cambia lentamente de un material más duro a uno más suave con temperatura mayor. El punto de suavizado se determina colocando una bola de acero (9.53 mm de diámetro) sobre una masa de asfalto contenida en un anillo de latón. El anillo tiene una placa de latón en la parte inferior en contacto con la muestra de asfalto. El asfalto y la bola se calientan después en un baño de agua o glicerol hasta que la bola cae a la placa, la cual está 25 mm debajo del anillo. La temperatura a la cual cae la bola a la placa es el punto de suavizado. Este procedimiento sigue el método de pruebas normal para el punto de suavizado de material bituminoso promulgado por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM Designación D 36 - 76). Las definiciones anteriores pertenecen también a otras formas gramáticas derivadas de estos términos, incluyendo plurales. II. Espuma Asfáltica Mejorada A Reactivos 1. Asfalto El asfalto es una mezcla sólida o semisólida de hidrocarburos y pequeñas cantidades de materiales que no son de hidrocarburo, que están presentes en la naturaleza o se obtienen a través de la destilación de carbón vegetal o petróleo. La mayoría de los hidrocarburos en asfalto son bituminosos, significando que son solubles en disulfuro de carbono. Como saben los expertos en la materia, el asfalto es una mezcla coloidal compleja que contiene un espectro cambiado de diferentes componentes de hidrocarburo. Estos componentes generalmente pueden dividirse en tres categorías principales: dos componentes sólidos, los asfáltenos y resinas asfálticas y un componente líquido, los constituyentes oleosos. Los asfáltenos comprenden generalmente el peso molecular más alto y la mayoría de componentes aromáticos de asfalto. Los asfáltenos se definen como los componentes de asfalto que son solubles en disulfuro de carbón pero insolubles en aceite de parafina (nafta de parafina) o en éter. Ampliamente categorizado, las resinas asfálticas y constituyentes oleosos pueden separarse además en componentes saturados, componentes aromáticos y resinas o componentes polares. Los componentes polares son responsables, en algún grado, de la viscosidad de un asfalto. Con el fin de producir la única espuma de poliuretano o isocianurato asfáltica de la presente invención, se debe usar el asfalto que cumple con ciertas especificaciones en el proceso para fabricar esta espuma. Hemos encontrado que la dureza del componente de asfalto de la espuma contribuye a la rigidez del producto de espuma final. Por lo tanto, con el fin de dar al producto final suficiente rigidez, se debe elegir un asfalto que tiene una escala de penetración de aproximadamente 5 a aproximadamente 25. Preferiblemente, se usa un asfalto que tiene una escala de penetración de entre aproximadamente 8 y aproximadamente 18, y más preferiblemente, se usa un asfalto que tiene una penetración de aproximadamente 12. La dureza de asfalto, a su vez, está correlacionada con su contenido de asfalteno, aunque los componentes de resina asfáltica de asfalto, contribuirán a una dureza de asfalto. El asfalto usado para producir la espuma de la presente invención, tiene preferiblemente tiene un contenido de asfalteno en la escala de aproximadamente 20% a aproximadamente 30% en peso, más preferiblemente en la escala de aproximadamente 25% a aproximadamente 28%. En una modalidad particularmente preferida, el asfalto usado en la presente invención tiene un contenido de asfalteno de aproximadamente 27%. El asfalto usado para producir la presente espuma asfáltica, además debe elegirse de manera que tenga un punto de suavizado relativamente bajo. Se debe usar un asfalto que tiene un punto de suavizado de aproximadamente 48.8°C a 93.3°C. Preferiblemente, se usa un asfalto que tiene un punto de suavizado de 51.6°C a 63.5°C, y más preferiblemente se usa un asfalto que tiene un punto de suavizado de 57.2°C. Como saben los expertos en la material, el punto de suavizado de asfalto está influenciado por el contenido de resina o aceite del asfalto. Un asfalto preferido para usarse en la presente invención es un asfalto no soplado obtenido de Oxnard Refinery (California) que tiene las siguientes especificaciones; un punto de suavizado de más de 43.5°C y menos de 63.5°C, y una escala de penetración mayor que 5 y menor que 15. Este asfalto está compuesto (en porcentajes en peso) de aproximadamente 26.8% de asfalteno, 8.8% de hidrocarburos saturados, 30.5% de componentes polares, y 33.9% de constituyentes aromáticos. Por ejemplo, se puede usar el asfalto con grado de Oxnard "D" que cumple con estas especificaciones. En total, el componente de asfalto de los reactivos usados en el proceso de la presente invención, pueden comprender hasta aproximadamente 40% en peso del producto final acabado. Sin embargo, el asfalto puede formar entre aproximadamente 5% y aproximadamente 55% del producto acabado usado en el proceso presente. El uso de cantidades inferiores de asfalto en el proceso de la presente invención, no afectará significativamente la reacción de ese proceso. Sin embargo, el uso de cantidades de asfalto mayores a ésta, puede conducir a que la mezcla de reacción se vuelva más viscosa (en ausencia de reductores de viscosidad) necesitando el uso de temperaturas de reacción superiores con el fin de mezclar los componentes de la mezcla de reacción. Esto a su vez, incrementa la velocidad de reacción a un punto que se vuelve más difícil de controlar durante la manufactura. Generalmente, mientras más asfalto se use, más económico será el producto final, dado que el asfalto generalmente es menos costoso que los otros componentes de la presente espuma asfáltica. Sin embargo, el asfalto requiere energía para calentarlo. También, los niveles superiores de asfalto conducirán a viscosidad superior en la mezcla de reacción, lo cual puede ocasionar dificultades de fabricación. Además, la cantidad de asfalto usada, afectará las propiedades físicas del producto de espuma asfáltica acabado de la presente invención. Con un contenido superior de asfalto, la espuma tiende a ser más suave y a tener una densidad superior. También se puede extraer más asfalto libre de la espuma a niveles superiores de asfalto. 2. Modificadores de Asfalto Cuando se produce la espuma asfáltica de la presente invención, se prefiere, aunque no es esencial, mezclar un modificador de asfalto en el componente de asfalto de la mezcla de reacción. Por ejemplo, la adición de polipropileno al asfalto aumenta la resistencia del producto de espuma final del proceso presente. Particularmente se prefiere polipropileno atáctico (APP) dado que se mezcla bien en el asfalto. Cuando se usa el polipropileno en el proceso presente, se mezcla en el componente de asfalto de la mezcla de reacción en una cantidad de hasta 10% en peso del asfalto. Más preferiblemente, se añade polipropileno en una cantidad de entre aproximadamente 3% y aproximadamente 8%, y más preferiblemente aún se usa en una cantidad de aproximadamente 5% en peso del asfalto. Con el fin de mezclar el polipropileno en asfalto, el asfalto primero se calienta a aproximadamente 204.4°C. El polipropileno se vierte entonces en el asfalto caliente y se mezcla con un a mezcladora mecánica. El polipropileno atáctico normalmente tiene un punto de fusión sobre 176.6°C, y se fundirá a la exposición del asfalto caliente. También se pueden usar otros modificadores en la misma forma que el APP para modificar las características del asfalto y/o las características del producto final de espuma asfáltica de la presente invención. Dichos modificadores incluyen polipropileno isotáctico (IPP), estireno-butadieno-estireno (SBS), estireno-isopreno-estireno (SIS), etileno-propileno (EPM), etileno-propileno-dieno (EPDM), etileno-acetato de vinilo (EVAc), etileno-éster acrílico (EAC), copolímero de etileno-bitumeno (ECB), polietileno (PE), clorosulfonato de polietileno (CMS), cloruro de polivinilo (PVC), hule de butilo (MR), poli-isobutileno (PIB), y polícloropreno (CR). Si el modificador usado tiene un punto de fusión inferior que APO, el asfalto en este caso solo necesita calentarse a una temperatura suficiente para ocasionar que el modificados se funda y se mezcle en el asfalto y ocasione que el asfalto sea suficientemente líquido de manera que se puedan mezclar otros componentes en el asfalto. Un modificador que se ha encontrado particularmente útil es Vistamer™ (vendido como Vistamer™ R o Vistamer™ RD, dependiendo del contenido de agua de las partículas), el cual es un producto de hule en partículas con superficie modificada hecho por Composite Particles, Inc. (2330 326th St. S.W., Allentown, PA 18103) Vistamer™ es un polvo negro de flujo libre hecho de materiales de llanta después del consumidor. Cuando se añaden al asfalto usado en el proceso presente en una cantidad de aproximadamente 10% (en peso del asfalto) el Vistamer™ no solo mejora la viscosidad del asfalto y hace más fácil mezclar el asfalto con el componente de poliol del proceso, también incrementa la resistencia a la compresión del producto final de espuma por 10-15%. Desde luego, también se pueden añadir cantidades más pequeñas de Vistamer™ y este modificador se puede usar también junto con otros modificadores, en cantidades de hasta aproximadamente 10% del modificador total (en peso del asfalto). Debido al alto punto de fusión de Vistamer™, se prefiere alentar el asfalto a aproximadamente 204.4°C antes de añadir el Vistamer™ al asfalto. 3. Polioles Los polioles son uno de los precursores necesarios para formar una espuma de poliuretano o isocianurato. Un poliol es un donador de hidrógeno que tiene una pluralidad de grupos funcionales de hidroxi (-OH) ("funcionalidades"). Los polioles, algunas veces también comprenden otras porciones de donador de hidrógeno, tales como -NH, -SH y/o -COOH. Los grupos NH también son generalmente más reactivos que los grupos OH, seguido por los grupos de SH y COOH en reactividad. Los polioles comprendidos principalmente de donadores de hidrógeno de -OH, se han encontrado que son preferidos en el proceso presente dado reaccionan rápidamente lo suficiente para estar disponibles comercialmente pero no tan rápidamente para producir una reacción de formación de espuma que no se pueda controlar. En la reacción de formación de espuma, los grupos funcionales de poliol-hidroxi reaccionan con una molécula de isocianato para formar un polímero, ya sea de poliuretano o isocianurato (dependiendo de la proporción de isocianato en la mezcla, como se trata mas adelante). Varias características de los polioles influencian su reactividad en las reacciones de formación de espuma sí como la naturaleza de las espumas producidas por dichas reacciones. Una característica importante de los polioles usados en el proceso de la presente invención, es el número de funcionalidades que tiene el poliol, es decir, el número de grupos hidroxi disponibles para reaccionar en una reacción de formación de espuma. El número de funcionalidades sobre un poliol influencia tanto la velocidad de la reacción de formación de espuma como la cantidad de entrelazamiento en el producto de espuma asfáltica que resulta de la reacción de formación de espuma. Es preferible usar un poliol que tiene entre 3 y 6 funcionalidades para producir la espuma asfáltica de la presente invención. Más preferiblemente, el poliol tiene más de tres funcionalidades por molécula de poliol. Alternativamente, una mezcla de polioles, los cuales, en agregados, tienen un promedio entre aproximadamente 3 y 6 funcionalidades (preferiblemente más de 3) se pueden usar en el proceso presente. En el proceso presente, de hecho, se han obtenido mejores resultados cuando los polioles usados en el proceso comprenden una mezcla de cantidades aproximadamente iguales en peso de los siguientes tres polioles: (1) Voranol 270 (hecho por Dow Chemical Company, Urethane Dept., Midland, MI 48674), el cual tiene un promedio de 3 funcionalidades por molécula, un número hidroxilo (mg KOH/g) de 235, y un peso molecular de aproximadamente 700; (2) Multranol 9138 (hecho por Miles, Inc., Polymers División, Mobay Road, Pittsburgh, PA 15205), el cual tiene un promedio de 3 funcionalidades por molécula, un numero de hidroxilo de aproximadamente 700, y un peso molecular de 240; y (3) aceite de ricino (disponible de DB Oil de CASChem, Inc. 40 Avenue A, Bayonne, N.J. 07002), el cual tiene 2-3.5 funcionalidades por molécula, un número de hidroxilo de 110-350, preferiblemente un número de hidroxilo de aproximadamente 164, y un peso molecular de aproximadamente 928. Cuando se eligen polioles para usarse en el proceso presente, se prefiere que el poliol o grupo de polioles tenga un peso molecular agregado en la escala de 200-1200, más preferiblemente de 300 a 900, y aún más preferiblemente un peso molecular de aproximadamente 620. En general, un poliol que tiene un número superior de funcionalidades, reaccionará mas rápidamente en la reacción de formación de espuma que los polioles con menos funcionalidades. Además, cuando el número promedio de funcionalidades en los polioles de la mezcla de reacción es superior, la reacción de formación de espuma también tenderá a proceder más rápidamente.
Además, mientras sea mayor el número de funcionalidades presentes en la mezcla de reacción, será mayor la cantidad de entrelazamiento que se presentará en el producto de espuma asfáltico. Mayor entrelazamiento, generalmente producirá un producto más rígido. Sin embargo, mucho entrelazamiento producirá un producto que es quebradizo y demenuzable. Por lo tanto, será restringido el número de funcionalidades en los polioles usados en el proceso de la presente invención, como se describió antes. Hay otros varios factores que considerar cuando se eligen polioles para usarse en la presente invención. Por ejemplo, es importante la viscosidad de un poliol. Generalmente se prefieren polioles menos viscosos, dado que el componente de asfalto de la mezcla de reacción por sí mismo es altamente viscoso y los polioles menos viscosos puede ayudar a disminuir la viscosidad de la mezcla de reacción. También se prefieren polioles con un peso equivalente inferior, dado que cantidades menores de dichos polioles se pueden hacer reaccionar con una cantidad igual del componente de isocianato comprado con polioles con pesos equivalentes superiores.
Una mezcla preferida de polioles para usarse en la presente invención, tiene una viscosidad, peso equivalente y número de funcionalidad que es igual que, o similar, a la de una mezcla de cantidades iguales de Multranol 9138, Voranol 270, y aceite de ricino de DB. Desde luego, otros polioles además de los nombrados antes, están disponibles comercialmente y se pueden usar el presente proceso. Los polioles representativos que se pueden usar de acuerdo con los parámetros descritos antes, incluyen tanto polioles de poliester como polioles de polieter. Los polioles de polieter representativos incluyen poli(oxiproprilen)glicoles, poli(oxipropilen-b -oxietilen)glicoles (copolímeros de bloque), aductos de poli(oxipropileno) de glicerol, aductos de poli(oxipropileno) de trimetilpropano, aductos de poli(oxipropileno-b-oxietileno) de trimetilolpropano, aductos de poli(oxipropileno) de 1 ,2,6-hexanotriol, aductos de poli(oxipropileno) de pentaeritritol, aductos de poli(oxipropileno-b-oxietileno de etilendiamina (copolímeros de bloque) y aductos de poli(oxipropileno) de metilglucósido de sacarosa, sorbitol. Los polioles de poliéster representativos incluyen aquellos preparados a partir de los siguientes monómeros: ácido adípico, anhídrido ftálico, glicol etilénico, glicol propilénico, glicol de 1 ,3-butileno, glicol de 1 ,4-butileno, glicol de dietileno, 1,2,6-hexanotriol, trimetilolpropano y 1 ,1 ,1-trimetiloletano. Otros polioles que se pueden usar incluyen N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxi-propil)-etilendiamina, que está comercialmente disponible bajo el nombre comercial de "Quarol" de BASF Wyandotte Corporation. 4. Reductor de Viscosidad Aunque los reductores de viscosidad no son esenciales para producir un producto de espuma asfáltica de acuerdo con a presente invención, se añaden preferiblemente a la mezcla de reacción en el proceso de la presente invención. Los reductores de viscosidad ayudan a reducir la viscosidad de la mezcla de reacción cuando se lleva a cabo la reacción de formación de espuma. Sin reductores de viscosidad, se deben aplicar a la mezcla temperaturas superiores durante el proceso, lo que puede ocasionar que la reacción proceda muy violentamente. En general, el reductor de viscosidad se añade después de que se han mezclado con el asfalto el poliol o la mezcla de poliol usados en el proceso presente. Un reductor de viscosidad que se ha usado ventajosamente en el proceso de la presente invención es Viplex 5 (disponible de Crowley Chemical, 261 Madison Ave., N.Y. 10016). También se pueden usar Viplex 885 y Viplex 525. Cuando se añade Viplex 5 a la mezcla de reacción como un reductor de viscosidad, se puede añadir en una cantidad de entre aproximadamente 2% y aproximadamente 10% en peso, basado en el peso del poliol y asfalto juntos Más preferiblemente, Viplex 5 se añade en una cantidad de aproximadamente 4% en peso. Otros reductores de viscosidad, tales como algunos plastifícantes, también se pueden usar en el presente proceso en lugar de Viplex 5. Sin embargo, se debe evitar la adición de mucho reductor de viscosidad, dado que tiende a suavizar el asfalto y el producto de espuma asfáltica resultante. 5. Agente de Soplado Con el fin de producir un producto de espuma asfáltica con un grado mayor de formación de espuma, se pueden añadir a la mezcla de reacción las composiciones denominadas "agentes de soplado". Cuando se añaden a una mezcla de reacción, los agentes de soplado son inicialmente líquidos. Sin embargo, los agentes de soplado se vuelven gaseosos durante la reacción de formación de espuma y se expanden en volumen. Dicha expansión ocasiona que los agentes de soplado ahora gaseosos, ejerzan fuerza contra los reactivos de polimerización, formando así burbujas o cedas en el producto final de espuma. Un agente de soplado que se puede usar es el agua. Cuando se añade agua a la mezcla de reacción, reacciona con el poli-isocianato en la mezcla para dar una amina o poliamina y también dióxido de carbón. Dado que el agua se dispersa homogéneamente en la mezcla, el gas de dióxido de carbón se desprende a través de la estructura de celdas. Es ventajoso para dicho dióxido de carbón que se forme durante la reacción de formación de espuma, con el fin de que las burbujas formadas por el dióxido de carbón produzcan las características de celdas de las espumas de poliuretano e isocianurato. Por lo tanto, el poli-isocianato y agua no deben mezclarse juntos hasta que empieza la reacción de formación de espuma. Cuando se usa agua como el único agente de soplado en el proceso presente, se añade a la mezcla de reacción en una cantidad de entre aproximadamente 3% y aproximadamente 6% en peso, y preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 4% en peso, basado en el peso de los polioles de asfalto juntos. Si se hubieran añadido otros agente de soplado a la mezcla de reacción además de agua, correspondientemente, se podría añadir menos cantidad de agua. No se debe añadir agua en exceso, dado que el agua es un reactivo y reaccionará con el isocianato, evitando así la reacción de isocianto-poliol. La adición de mucha agua, podría evitar que se forme una estructura de celda de espuma y podría ocasionar que desprendiera mucho dióxido de carbón. Otros agentes de soplado usados para los polímeros de poliuretano o isocianurato de espuma, generalmente operan vaporizado a temperaturas que son inferiores a aquellas en las cuales toma lugar la reacción de formación de espuma, en lugar de reaccionando con cualquiera de los componentes de la mezcla de reacción. Dichos otros agentes de soplado incluyen halocarburos, triclorofluorometano, diclorodifluorometano y cloruro de metileno similares, etanol mezclado con ftalato de dibutilo, y otros líquidos o mezclas de líquidos volátiles. Dado que estos agentes de soplado actúan por vaporización, generalmente se añaden, como el agua, justo antes de que empieza la reacción de formación de espuma. Sin embargo, hemos encontrado que bajo la mayoría de las circunstancias, no es factible usar dichos agentes de soplado físicos convencionales debido al requerimiento de temperatura de la mezcla de asfalto-poliol, que es altamente viscosa a temperaturas inferiores. 6. Poli-isocianato Se puede usar un número de poli-isocianatos para crear la espuma asfáltica de la presente invención. Estos poli-isocianatos, como polioles, por lo menos deben tener dos y preferiblemente tres funcionalidades por molécula de poli-isocianato. En el proceso de la presente invención, se añaden los poliisocianatos a la mezcla de reacción en una relación molar estequiométrica particular, comparado con la cantidad de poliol añadida. Con el fin de formar una espuma asfáltica de poliuretano, esta relación debe estar en la escala de aproximadamente 1.3:1 a 0.95:1 (poli-isocianto:poliol), y preferiblemente aproximadamente 1.1:1. Con el fin de formar una espuma de isocianurato, la relación debe estar en la escala de aproximadamente 2.0:1 a 2.5:1 y, más preferiblemente, debe ser de 2.5:1). Si la relación de poli-isocianato:poliol está entre 1.3:1 a 2.0:1, se produce también una espuma asfáltica. Sin embargo, la espuma resultante tenderá a ser más quebradiza que las espumas de poliuretano e isocianurato descritas antes. En una modalidad preferida, en el proceso de la presente invención se usa una molécula de poli-isocianato que tiene aproximadamente 3 funcionalidades NCO. Preferiblemente, esta molécula es una molécula polimérica de tipo de MDl. La MDl polimérica se prefiere debido a su baja toxicidad y baja presión de vapor a temperatura ambiente. Mondur E-489 (Miles, Inc.) es un MDl polimérico que se ha encontrado que produce satisfactoriamente un producto de espuma asfáltica. Otros poli-isocianatos que se puede n usar incluyen PAPI 580 (Dow), PAPI 901 (Dow), PAPI 27 (Dow), Mondur MR (miles), Mondur 437 (Miles), Rubinato HF-185 (ICI) y LUPRANATE M70 (BASF). 7. Otros Ingredientes Se puede añadir una variedad de otros ingredientes a la mezcla de reacción en cantidades menores de acuerdo con el proceso de la presente invención con el fin de impartir ciertas características deseadas al producto final de espuma asfáltica. Por ejemplo, con el fin de asegurar una estructura uniforme de celdas en el material de espuma, se puede añadir un agente tensoactivo de silicón tal como Air Products DABCO-193 o DABCO-197 durante el mezclado de la mezcla del poliol-asfalto. Si se añade el 4% de un agente tensoactivo (basado en el peso del poliol y asfalto juntos) a la mezcla de reacción, se obtiene una espuma teniendo células homogéneas más pequeñas. Los plastificantes tales como ftalato de dioctilo, ftalato de di-iso-octilo, ftalato de dibutilo, adipato de di-isodecilo, se pueden usar en el proceso presente para formar los reactivos usados en el proceso menos viscoso. Los plastificantes en esta aplicación actúan como emulsificantes o como reductores de viscosidad. En general, se prefiere no añadir catalizadores para acelerar la reacción de formación espuma cuando se produce una espuma de poliuretano. Por ejemplo, se ha encontrado que los catalizadores tal como trietilamina y trietanolamina, ocasionan una reacción de formación de espuma que es muy rápida para ser usada en la fabricación de productos de espuma de poliuretano. Sin embargo, ventajosamente se usan catalizadores que aceleran la curación del producto final de espuma. Los catalizadores de curación tales como Air Productos DABCO DC-2 o POLYCAT SA-1, se pueden añadir en cantidades de 4% basado en el peso total del poliol y asfalto. Cuando se producen espumas de isocianurato, usualmente es necesario añadir un catalizador a la mezcla de reacción para hacer suficientemente rápida la reacción de formación de espuma, para que sea comercialmente útil. Entre aproximadamente 8% y 10% (en peso de la mezcla de poliol-asfalto) de un catalizador tal como DABCO® TMR-4 (disponible de Air Products and Chemicals, Inc., Box 538, Allentown, PA 18105) se añade a la mezcla de asfalto-poliol antes de que comience la reacción de formación de espuma con el fin de producir un producto de espuma de isocianurato que forma espuma rápidamente. Además, se pueden añadir también a la mezcla de reactivos, otros aditivos tales como retardadores de flama, llevadores, y protectores de U.V., con el fin de impartir otras características deseadas a la espuma asfáltica de la presente invención sin afectar perjudicialmente la rigidez y otras propiedades físicas que se logran en el producto final de espuma. Por ejemplo, el retardador de flama Antiblaze® 80, se ha incorporado exitosamente en las espumas de poliuretano asfáltico de la presente invención para incrementar el la característica de retardo de flama del material. Antiblaze® 80, es un éster de fosfato clorado neutro, el cual está disponible de Albright & Wilson, P.O. Box 26229, Richmond, VA 23260. Si se usan, los retardadores de flama se añaden preferiblemente a la mezcla de reacción antes de formar espuma en cantidades de aproximadamente 8% a 10% (en peso de la mezcla de poliol-asfalto). También se pueden incorporar retardadores de flama en las espumas de la presente invención, aunque la cantidad de característica de retardo a la flama impartida a dichas espumas, desde luego será disminuida. B. Pasos del Proceso Para formar la espuma asfáltica de la presente invención, el asfalto descrito antes se calienta primero a una temperatura sobre su punto de suavizado, de manera que se pueden mezclar los reactivos líquidos homogéneamente con el asfalto. El asfalto preferiblemente se calienta a aproximadamente 204.4°C, para asegurar que la viscosidad del asfalto será disminuida lo suficiente para permitir el mezclado apropiado del asfalto y los otros reactivos. En una modalidad preferida, el asfalto se modifica con polipropileno, tal como polipropileno atáctico. Como se describió previamente, se puede añadir polipropileno al asfalto en una cantidad de hasta el 10% en peso del asfalto, aunque se prefiere la adición de alrededor de 5% de polipropileno. Después de llevar el asfalto a 204.4°C, se dispersan los bloques de APP o pellas en el asfalto caliente con agitación vigorosa, mezclando así uniformemente el APO con el asfalto. Alternativamente, se puede añadir Vistamer™ al asfalto en una cantidad de aproximadamente 10% en peso del asfalto con el fin tanto de disminuir la viscosidad del asfalto como incrementar la resistencia a la compresión del producto final de espuma. Después de mezclar el polipropileno u otro modificador con el asfalto, el poliol o polioles se añaden a la mezcla de reacción. Se pueden añadir polioles en cantidades entre aproximadamente 5% y • alrededor de 100% en peso del asfalto (o, si se ha añadido polipropileno al asfalto, en peso del asfalto modificado), aunque preferiblemente se añaden en cantidades de alrededor de 66% en peso del asfalto o asfalto modificado. La cantidad de poliol añadida dependerá, en parte, de la viscosidad de la mezcla de asfalto, dado que una cantidad mayor de poliol añadida reducirá concurrentemente la proporción del asfalto presente, disminuyendo así la viscosidad de la mezcla global. Desde luego, los reductores de viscosidad también se pueden usar para disminuir la viscosidad de la mezcla. Como se describió antes, en una modalidad preferida, los polioles que se usan en el proceso presente son aceite de ricino, Vorenol 270, y Multranol 9138, añadidos en cantidades aproximadamente iguales. La adición de aceite de ricino en el asfalto, primero es ventajoso dado que se piensa que toma lugar una reacción química entre el asfalto y al aceite de ricino. Después de añadir el aceite de ricino en el asfalto caliente, la mezcla debe mantenerse a un mínimo de 176.6°C con agitación constante durante un mínimo de 30 minutos. Esto asegurará que se lleve a cabo alguna reacción química entre el asfalto y el aceite de ricino. Después de este paso, se pueden añadir por separado el Voranol y Multranol a la mezcla de asfalto-aceite de ricino. Siguiendo la adición del poliol o polioles a la mezcla de reacción, la mezcla de reacción se mantiene entre aproximadamente 63.5°C y aproximadamente 121.1°C, durante entre 1 y 3 horas, con el fin de asegurar el mezclado apropiado de los podóles y el asfalto o asfalto modificado También se piensa que se pueden hacer reaccionar otros polioles además de aceite de ricino con el asfalto a algún grado durante este tiempo de mezclado y que el mantenimiento de los polioles y asfalto en una mezcla a 63 5°C-121 1°C durante un periodo, es importante también por esta razón En una modalidad preferida del proceso presente, siguiendo el mezclado del asfalto y polioles, se añade un reductor de viscosidad tal como Viplex 5 a la mezcla de reacción con el fin de reducir la viscosidad de la mezcla antes de la reacción de formación de espuma En eta modalidad, se añade el reductor de viscosidad a la mezcla de reacción en una cantidad de entre aproximadamente 1% y aproximadamente 5% en peso del poliol y asfalto de la mezcla Preferiblemente, se añade aproximadamente el 4% en peso de un reductor de viscosidad, aunque esta cantidad dependerá del reductor de viscosidad particular que se está usando Después de añadir el reductor de viscosidad, la mezcla de reacción de nuevo debe mezclarse mecánicamente para asegurar una distribución claramente homogénea del reductor de viscosidad en la mezcla La mezcla debe llevarse a aproximadamente 82 2°C, o por lo menos a una temperatura suficientemente alta para mantener la mezcla en un estado líquido Después de los pasos anteriores y justo antes de añadir poh-isocianato a la mezcla de reacción, entre aproximadamente 1% y alrededor del 5%, y preferiblemente alrededor de 4% de agua se añaden a la mezcla de reacción (basado en el peso del poliol y asfalto juntos). Una vez que se ha mezclado uniformemente el agente de soplado en la mezcla, la reacción de formación de espuma puede tomar lugar. Antes de que se añada el poli-isocianato, la mezcla de reacción debe llevarse a entre aproximadamente 60°C y 104.4°C, preferiblemente aproximadamente 71.1°C. La temperatura usada debe ser suficiente para mantener el componente de asfalto en una forma líquida. Se prefiere la escala inferior de temperaturas. Sin embargo, dado que la viscosidad de la mezcla incrementa a estas temperaturas, para facilidad de fabricación puede no ser práctico usar temperaturas inferiores. El poli-isocianato por sí mismo, tiene que estar aproximadamente a temperatura ambiente cuando se añade a la mezcla de reacción dado que el calentamiento del poli-isocianato incrementa en gran parte la velocidad de la reacción de formación de espuma. En este caso, cuando se añade poli-isocianato al resto de la mezcla de reacción, la temperatura de los reactivos generalmente será de aproximadamente 37.7°C-48.8°C. A medida que progresa la reacción de formación de espuma, la temperatura de la mezcla de reacción subirá a 82.2°C, dado que la reacción de formación de espuma es exotérmica. Con el fin de formar una espuma asfáltica de poliuretano. se añade poli-isocianato a la mezcla de reactivos en una relación molar de aproximadamente 0.95:1 a 1.3:1 de poli-isocianato:poliol. y preferiblemente en una relación de aproximadamente 1.1:1 de pol i -isocianato:poliol. Sin embargo, si se prefiere una espuma de isocianurato, el isocianato se debe añadir a la mezcla de reactivos en una relación de aproximadamente 2.0:1 a 2.7:1, y preferiblemente en una relación de aproximadamente 2.5:1. Si se usa dicha relación, el catalizador también se usará en el proceso como se describió antes. La reacción de formación de espuma empieza tan pronto como se mezcla el poli-isocianto con los ingredientes restantes de la mezcla de reacción. Si se usa el poliol de Voranol/Multranol/aceite de ricino para esta reacción, tomará lugar una reacción moderada, controlada de formación de espuma. Sin embargo, si se usan otros polioles, el proceso puede necesitar que se hagan algunos ajustes para asegurar una reacción controlada, como se describe antes. Además de estas consideraciones, se debe tener en mente que el Multranol 9138 contiene grupos de NH2, los cuales reaccionan más rápidamente que las fucionalidades hidroxi de la mayoría de los polioles. Si se usan polioles además de Multranol 9138 y es necesario o conveniente incrementar la velocidad de la reacción, se puede seleccionar otro poliol que tiene un grupo de amina. Alternativamente, se puede añadir un catalizador de amina separado tal como trietilendiamina a la mezcla de reacción. Dicho catalizador se debe añadir después de que el poliol se ha mezclado bien con el asfalto.
La etapa inicial de la reacción, el tiempo en que el isocianato y la mezcla de asfalto-poliol entran en contacto hasta el tiempo en que la espuma empieza a elevarse, se llama el "tiempo cremoso". Durante esta etapa, se espesa la reacción de formación de espuma. A 49.4°C, la etapa cremosa dura aproximadamente 15-20 segundos. Por lo tanto, el poli-isocianato y otros reactivos se deben mezclar juntos durante no más de aproximadamente 2-6 segundos antes de colocarse en un molde. De otra manera, la espuma puede expanderse a un punto más allá del deseado en el producto final moldeado, o puede curarse antes de tomar la forma deseada del molde. En la segunda etapa de la reacción de formación de espuma, llamada el "tiempo de elevación" la espuma empieza a expanderse. Durante esta etapa, se produce suficiente CO2 para ocasionar expansión de la espuma. Además, si se ha añadido los agentes de soplado, dichos agentes de soplado se volatilizan en este momento, debido al calor creado por la reacción de formación de espuma. Las longitudes del tiempo cremoso y el tiempo de elevación de la reacción de formación de espuma, dependerán del régimen de reacción química, la temperatura de la mezcla, la temperatura del molde y la temperatura del ambiente. La espuma se cura cuando la superficie de la espuma ya no está pegajosa, lo cual ocurre usualmente dentro de 1.5 a 2 minutos. Una de las mayores ventajas del proceso presente, es que se puede llevar a cabo bajo las condiciones anteriores, que se controlan lo suficiente para ser útiles en un proceso de manufactura. Las espumas de poliuretano asfáltico producidas mediante métodos de la técnica anterior, generalmente se hicieron usando porcentajes inferiores de asfalto o asfaltos suavizantes, así como temperaturas de reacción inferiores. Por esa razón, dichas reacciones requieren catalizadores comercialmente útiles. Sin embargo, debido al uso de las temperaturas superiores de reacción del proceso presente, no se deben usar catalizadores diferentes a los grupos de NH que pueden estar presentes en el poliol ni se deben usar cuando producen una espuma de poliuretano asfáltico de acuerdo con la presente invención. Aunque la reacción se puede realizar a temperatura superiores a 82.2°C, la velocidad de reacción se incrementa diez veces para cada incremento de -12.2°C en la temperatura sobre 82.2°C. Por lo tanto, aunque se puede llevar a cabo la reacción presente a temperaturas de hasta 93.3°C, no se prefiere usar dichas temperaturas superiores debido a la velocidad incrementada en gran parte de la reacción y un incremento concomitante de la dificultad de fabricación a dicha velocidad incrementada. En el caos de ciertos asfaltos altamente viscosos que se pueden usar de acuerdo con la presente invención, las temperaturas superiores ayudarán a que dichos asfaltos fluyan menos reduciendo su viscosidad, pero, como se estableció previamente, esto ayuda en la fabricación se debe inclinar hacia la dificultad de controlar reacciones más rápidas.
En la mayoría de los casos, el uso de temperaturas por arriba de 93.3°C, es desfavorable en el proceso presente. A dichas temperaturas altas, la velocidad de la reacción de formación de espuma se vuelve inaceptablemente violenta. En una modalidad preferida, la mezcla de reacción se inyecta en una mezcladora mecánica, tal como Cannon E.U.A. Modelo C-30. En esta modalidad, una relación de medida de 1/1.5 (mezcla de reacción de poli-isocianato/asfalto) se usa preferiblemente. Esto produce una espuma de poliuretano asfáltica. Generalmente, la espuma tarda de 1.5 a 2 minutos para curarse una vez que se ha expandido para llenar un molde en el cual se ha colocado. Sin embargo, el tiempo de curación dependerá de la temperatura de reacción, el tipo de poliol usado, ambiente del proceso y otras variables. Preferiblemente, la mezcla de reacción se coloca en un molde (o, alternativamente, un molde se coloca alrededor de la mezcla) con el fin de formar un artículo moldeado. Sin embargo, para algunas aplicaciones la espuma también se puede dejar elevar libremente sin un molde. Las espumas asfálticas de la presente invención, pueden, en una modalidad alternativa, comprender espumas de poliestireno asfáltico o de PVA asfáltico. En dichas modalidades, el asfalto usado en el proceso presente, podrían mezclarse con los precursores de poliestireno o PVA en las cantidades descritas previamente en relación con la producción de espumas de poliuretano e isocianato.
Ejemplo 1 Un lote pequeño de una espuma de poliuretano asfáltico mejorada se produce de la siguiente manera. Un asfalto no soplado que tiene una penetración de aproximadamente 12 y primero se selecciona un punto de suavizado de aproximadamente 57.2°C. El asfalto está disponible de Oxnard Refinery. Aproximadamente 3 kg de este asfalto se calienta a 204.4°C en un recipiente.
Aproximadamente 0.15 kg de polipropileno atáctico se añade después al asfalto en el recipiente. El polipropileno se dispersa homogéneamente en la matriz de asfalto mezclando mecánicamente en el asfalto. La mezcla de asfalto-polipropileno se conoce como asfalto modificado. Una mezcla de polioles se añade después al asfalto modificado. Estos polioles son Voranol 270, Multranol 9138, y aceite de ricino y cada uno está presente en la mezcla de polioles en cantidades aproximadamente iguales por peso. Se añaden primero 0.68 kg de aceite de ricino al asfalto modificado y se agita vigorosamente durante 30 minutos a 198.8°C (el asfalto, calentado originalmente a alrededor de 204.4°C, disminuye su temperatura a aproximadamente 198.8°C después de que se le añaden el polipropileno y aceite de ricino). Después de esto, se añade una mezcla de 0.68 g de Voranol 270 y 0.68 kg de Multranol 9138. La mezcla de reacción se lleva después a 93.3°C durante 2 horas para asegurar buen mezclado del asfalto modificado y los polioles (esta temperatura podría ser inferior, mientras el asfalto en la mezcla de asfalto-poliol permanece suficientemente líquida de manera que se pueda mezclar con el poliol). En seguida, se mezclan aproximadamente 0 gramos de reductor con viscosidad 5 de Viplex en la mezcla de reacción y a mezcla se lleva a 82.2°C. Siguiendo esto, se mezclan aproximadamente 80 gramos de agua en la mezcla de reacción. Finalmente, el poli-isocianato Mondur 489 se mezcla con la mezcla de reacción anterior. Usando una mezcladora mecánica con una relación de medida de 1/1.5 (poli-isocianato/mezcla de reacción), el poli-isocianato y mezcla de reacción restantes se inyectan en la mezcla. Dentro de 2-6 segundos, esta mezcla se deposita después en un molde. La mezcla empieza a elevarse y formar una espuma, y después de 60 segundos, la espuma se forma completamente. Dentro de otros 2 minutos, la espuma se cura. Ejemplo 1A Un proceso de manufactura para producir las espumas asfálticas de la presente invención en una escala algo grande se describe ene la Figura 7. Un asfalto no soplado que tiene una penetración de aproximadamente 12 y un punto de suavizado de aproximadamente 54.4°C (disponible de Oxnard Refinery) se selecciona primero. Aproximadamente 30 kg de este asfalto se calienta a 204.4°C en un tanque aislado 100 que contiene aproximadamente 15 galones y aproximadamente 1.5 g de polipropileno atáctico se añade después al asfalto en el tanque 100. El polipropileno se dispersa homogéneamente en la matriz de asfalto mezclándola mecánicamente en el asfalto por medio de una mezcladora mecánica (no mostrada) teniendo una flecha de mezclado que se extiende en el tanque 100. La mezcladora gira preferiblemente a aproximadamente 1,200 revoluciones por minuto mientras mezcla el asfalto con otros componentes de la mezcla de reacción descrita en la presente. Una mezcla de tres polioles en cantidades aproximadamente iguales se añade después a la mezcla de asfalto-polipropileno (es decir, el asfalto modificado) en el tanque 100. Aproximadamente 6.8 kg de aceite de ricino se añaden primero al asfalto modificado y la mezcla se agita vigorosamente durante 30 minutos a 176.6°C. Después de esto, se añade una mezcla de 6.8 kg de Voranol 270 y 6.8 kg de Multranol 9138. La mezcla de reacción se lleva después a 93.3°C durante 2 horas para asegurar buen mezclado del asfalto modificado y los polioles. Después, aproximadamente 0.8 kg de viscosidad 5 de Viplex se mezcla en la mezcla de reacción y la mezcla se lleva a 82.2°C. Después de esto, se mezclan aproximadamente 0.8 kg de agua en la mezcla de reacción. Otro tanque aislado 110 contiene el poli-isocianato, Mondur 489, el cual debe estar aproximadamente a temperatura ambiente. Este tanque puede contener aproximadamente 15 galones y preferiblemente se sella de la atmósfera. El isocianato en el tanque se cubre con .246 kg/cm2 de gas nitrógeno con el fin de mantener la humedad fuera del ¡socianato.
Con el fin de empezar a fabricar la espuma de la presente invención, la mezcla de asfalto, poliol y otros componentes en el tanque 100 se bombean a través de una manguera metálica flexible aislada, línea 101, por medio de una bomba de engranajes de desplazamiento positivo 102 Viking controlada por un control de velocidad variable (en este ejemplo, todas las líneas son mangueras metálicas flexibles aisladas, y todas las bombas son bombas de engranes de desplazamiento positivo Viking). La bomba 104 bombea después la mezcla a través de la línea 103 y en la cabeza de mezclado 120. Esta cabeza de mezclado (así como cabeza de mezclado 130) es una cabeza de mezclado impulsada a motor de 5,000 rpm, de baja presión, "Decker Industries". Además, la mezcla del tanque 100 también se bombea mediante la bomba 105 en la cabeza de mezclado 130. La medición o velocidad de flujo de los componentes de la mezcla de reacción en las cabezas de mezclado 120 y 130, en gran parte se controlan por la acción de las bombas 104 y 106. cuando el sistema está en modo de circulación, las válvulas 107 y 108 de tres vías, controladas neumáticamente, evitan que la mezcla de reacción fluye en las cabezas de mezclado 120 y 130, respectivamente. En su lugar, la válvula 107 gira la mezcla de reacción a través de la línea 121 y de nuevo en el tanque 100. Similarmente, la válvula 108 redirige la mezcla de reacción a través de la línea 131 en el tanque 100 en el modo de circulación. La válvula 141 se puede usar para apagar completamente el flujo de la mezcla de reacción del tanque 100, si es necesario. Al mismo tiempo que se añade la mezcla de reacción a las cabezas de mezclado 120, 130, el poli-isocianato se bombea también en estas cabezas de mezclado. Una bomba 112 bombea el isocianato a través de la línea 111, y la bomba 114 después bombea adicionalmente la mezcla a través de la línea 113 y en la cabeza de mezclado 120. El isocianato del tanque 110 también se bombea mediante la bomba 116 a través de la línea 115 en la cabeza de mezclado 130. Cuando el sistema está en el modo de circulación, las válvulas 117 y 118 de tres vías controladas neumáticamente evitan que la mezcla de reacción fluya en las cabezas de mezclado 120 y 130. respectivamente. En su lugar, la válvula 117 dirige la mezcla de reacción a través de la línea 122 y de nuevo en el tanque 110. Similarmente, la válvula 118 redirige la mezcla de reacción a través de la línea 132 en el tanque 110 en el modo de circulación. La válvula 142 puede usarse para apagar el flujo de mezcla de reacción desde el tanque 110 totalmente, si es necesario. Cuando el sistema está en modo de producción y la mezcla de reacción del tanque 100 se está mezclando con isocianato, las cabezas de mezclado mezclan la mezcla de reacción de isocianato y asfalto-poliol. Si se usa una relación de medida de 1:1.5 (poliisocianato: mezcla de reacción), la espuma resultante será una espuma de poliuretano. Una relación de medida de aproximadamente 1:1 (en peso), por otro lado, dará como resultado una espuma de ¡socianurato. Cuando la mezcla de reacción de isocianato se mezcla, la temperatura de lados reactivos generalmente será de aproximadamente 37.7-48.8°C. A medida que progresa la reacción, la temperatura de la mezcla de reacción de formación de espuma subirá a 82.2°C, dado que la reacción de formación de espuma es exotérmica. Dentro de 2-6 segundos de que los reactivos se están inyectando en las cabezas 120, 130, la mezcla se deposita en una banda transportador y se cubren por un molde (no mostrado). La mezcla empieza a elevar y formar una espuma, y después de 60 segundos, la espuma se forma completamente. Dentro de otros 2 minutos, la espuma se cura. En intervalos durante la producción de espuma asfáltica, se sale un solvente tal como Foam Flush™ (hecho por International Specialit Produtos, 15300 Ventura Boulevard, Sherman Oaks, CA 91403) a través de las cabezas de mezclado 120, 130, desde un tanque de solvente 140. El solvente limpia las cabezas de mezclado y evita que se atasquen. Otros solventes capaces de remover los reactivos reaccionados y sin reaccionar de las cabezas de mezclado, tales como cloruro de metileno, también se pueden usar, y serán evidentes para alguien experto en la técnica. C. Producto Final El producto final del proceso de la presente invención, después de la curación, es una espuma de poliuretano o isocianurato asfáltica rígida dura En una modalidad, esta espuma tiene las siguientes características 1 Resistencia a la compresión - más de 4 218 kg/cm 2 Estructura de celda - más de 85% de celdas cerradas 3 .2 Densidad - 64-04-160 gramos/litro- 4 Estabilidad Dimensional - ningún cambio a 60°C 5 Resistencia a la intemperie - buena 6 Lixiviación - Al asfalto no se lixivia del producto final cuando el calor o la mayoría de los solventes se aplican al mismo Sin embargo, si la espuma asfáltica se extrae con un solvente orgánico, tal como tpcloroetano, se extraen algunos componentes de asfalto de la espuma Por lo tanto, algunos de los componentes de asfalto se enlazan covalentemente al polímero de poliuretano de la espuma de la presente invención, algunos componentes parecen estar contenidos en la espuma por enlaces mas débiles, tales como ligaduras de hidrógeno 7 Resistencia al agua y congelamiento - buena 8 Resistencia al calor - buena Además de las calidades anteriores, que son esencialmente comunes a las espumas de poliuretano asfáltico e isocianurato asfáltico de la presente invención, las espumas de isocianurato que se forman, que además son más reterdadoras de flama, tienen un poco más de resistencia a la compresión y tienen mas estabilidad dimensional que las espumas de poliuretano asfáltico de la presente invención Las diferencias en las propiedades físicas de las espumas de poliuretano e isocianurato, se piensa que es debido al entrelazamiento incrementado entre moléculas de isocianurato en la espuma de isocianurato comprado con la espuma de poliuretano. lll. Aplicaciones Estructurales para Espuma Asfáltica Mejorada La espuma asfáltica rígida de la presente invención, se puede usar en un número de aplicaciones en las cuales se necesita un elemento estructuralmente fuerte. En la industria de construcción, se contemplan varias de dichas aplicaciones. La espuma de la presente invención, por ejemplo, se pueden usar como una alternativa de peso ligero para losa de concreto. Otros usos contemplados incluyen como una plataforma para caminar, una barrera del enlosado, tablero de protección de recuperación, tablero de expansión de concreto, tablero de protección de relleno, y vierteaguas de base. La espuma asfáltica de la presente invención se puede usar para una ventaja particular en el sector de techado de la industria de la construcción. Por ejemplo, como se trató previamente, hay la necesidad de un material alterno para capas de caballete con el fin de reemplazar papeles asfálticos. Combinando el bajo costo, resistencia y durabilidad de asfalto con la capacidad de moldeo de un material plástico, que se puede moldear en cualquier forma deseada, la espuma de la presente invención se puede usar como una alternativa para capas de caballete de papel asfáltico convencionales. A. Cubierta de Caballete Teniendo una Tira Elastomérica En una modalidad, la espuma asfáltica de la presente invención se forma en una cubierta de caballete plegable 10 (Figura 1). Una cubierta de caballete 10, teniendo una tira elastomérica se puede hacer mediante el moldeo como sigue (ilustrado en las Figura 4a-4c). Primero se elige una superficie plana, generalmente rectangular de por lo menos 31.1 cm de largo y de por lo menos 25.4 cm de ancho, como la superficie inferior del molde. La superficie inferior preferiblemente es la superficie de una banda transportadora 40. En esta banda transportadora 40, se coloca una capa de granulos de techado 30 (Figura 4a). Estos granulos 30 servirán tanto como una capa protectora de la intemperie para la cubierta del caballete 10, como para una liberación del molde. Los granulos preferiblemente tienen un tamaño de aproximadamente 40 mallas, aunque se puede usar cualquier tamaño de granulos de techado, mientras dichos granulos pequen y cubran la superficie del material de espuma. La capa protectora también puede ser hojuelas enceradas u otro material capaz de proveer protección de los elementos de la intemperie. Los granulos preferiblemente se colocan en la banda transportadora por medio de un sistema de granulos automático que deposita granulos en la banda transportadora a un régimen predeterminado. Los granulos se proveen a la banda transportadora desde un tanque contenedor de descarga (no mostrado) cuando una compuerta cerca del fondo del tanque contenedor de descarga se abre. La compuerta, que puede tener la forma de una ranura, debe tener una anchura aproximadamente uniforme de manera que los granulos puedan arrojarse sobre la banda transportadora a un régimen aproximadamente uniforme. La cantidad de granulos depositados en la banda transportadora durante un período dado, se controla tanto por el tamaño de la compuerta que permite que los granulos salgan del tanque contenedor y por la velocidad de la banda transportadora. Los granulos del tanque contenedor son alimentados por gravedad desde el tanque contenedor. En una modalidad, el tanque contenedor está construido para ser capaz de contener una gran cantidad de granulos. En una modalidad preferida sin embargo, se puede usar un tanque contenedor o dispositivo dispensador, por ejemplo, una bolsa de volumen de 58.32-88.8 gramos de granulos por medio de una manguera. La capa de granulos de techado 30, preferiblemente es de 0.63 cm de profundidad, pero puede ser de entre aproximadamente 0.47 cm y 1.27 cm de profundidad. Un raspador que tiene una superficie recta, preferiblemente se pasa sobre la capa de granulos a una altura predeterminada (que corresponde al espesor deseado de la capa de granulos) con el fin de asegurar un espesor relativamente uniforme de la capa de granulos. Después de colocar la capa de granulos de techado 30 sobre el transportador en movimiento 40, una tira de asfalto modificado 20 se coloca sobre la parte superior de los granulos 30 (Figura 4b). El asfalto modificado preferiblemente se bombea desde un tanque mediante una bomba capaz de medir el flujo de asfalto modificado, tal como bomba de engranaje de desplazamiento positivo de control de velocidad variable Viking, y después se extruye. La tira 20 es de entre 2.54 cm y 1.58 cm de ancho, y preferiblemente es de 1.27 cm de ancho. También es de 0.157 cm y 0.31 cm de profundidad y por lo menos es tan largo como el molde. En una modalidad preferida, la tira se extruye continuamente sobre la capa de granulos sobe una banda transportadora. A las presiones usadas para formar la espuma 12 de la presente invención, los granulos 30 de la capa de granulos que se ponen en contacto con las tiras 20, se empotrarán en la tira 20, adicionando durabilidad a la cubierta de caballete 10. El asfalto modificado de esta tira 20 se forma del asfalto de la presente invención en mezcla con aproximadamente 20% (en peso del asfalto) SBS. Esta mezcla de asfalto modificado, debe ser suficientemente elástica de manera que la cubierta de caballete 10 se pueda doblar a un ángulo. Si la cubierta de caballete se va a usar solo en ambientes que permanecen por arriba de 4-5°C, entonces el polipropileno atáctico se puede usar en lugar del modificador de SBS. Sin embargo, se ha encontrado que alrededor de 4-5°C y menos, es muy frágil una tira 20 que contiene polipropileno atáctico como el modificador. Una tira delgada de la película Mylar 50 permitirá que el molde se remueva del producto acabado más fácilmente después de que se forma el producto.
La mezcla de reacción 60, producida como se describió en los Ejemplo 1 y 1A, se coloca después sobre la capa de granulos 30 en cualquier lado de la tira de asfalto modificada 20 (Figura 4c). Un molde 70 se coloca después sobre la espuma de reacción 60 de manera que la espuma se encierra completamente dentro del molde 70 (Figura 5). En una modalidad, este molde incluye un miembro en forma de V que sobresale hacia abajo del techo 71 del molde 70 a la tira de asfalto modificada 20. La ranura en forma de V 14, cuyos lados están en un ángulo de aproximadamente 30° desde el plano horizontal del molde, se pone en contacto con la tira de asfalto modificado 20 en el ápice de la ranura 14. Los lados del molde 70 preferiblemente son de longitudes y espesores diferentes de manera que dan una apariencia ahusada a un caballete cuando las cubiertas de caballete 10 de la presente invención se colocan en la parte superior de unas y otras en una manera alterna, como se muestra en la Figura 5. Las superficies internas de los moldes usados en la presente invención, se tratan preferiblemente con una liberación de molde de rocío, tal como liberación de molde basada en silicón. Alternativamente, la parte interior de los moldes pueden comprender una capa de Teflon™ (PTFE) para facilitar la remoción del producto de espuma acabado de los moldes. La espuma 12 que se hizo reaccionar sobre cada lado de la tira de asfalto modificado 20 en el producto final de cubierta de caballete 10, por lo tanto no se pone en contacto con la espuma 12 de reacción sobre el otro lado de la tira asfalto modificado 20, pero en su lugar se conecta por la tira 20 de asfalto modificado. Dado que la tira de asfalto modificado 20 es elástica, el producto final de cubierta de caballete 10 puede doblarse por lo tanto y volverse a doblar a lo largo del eje longitudinal de la tira 20 sin romper o debilitar la cubierta de puente 10. Ejemplo 2 Una cubierta de caballete que tienen una tira elastomérica 20 como se muestra en la figura 1, se hace con la espuma asfáltica mejorada de la presente invención de la siguiente forma. Un molde 70 se hizo primero para contener la espuma de reacción y así formar un producto de poliuretano de asfalto moldeado. El molde 70 incluye lados que forman una superficie interna que es de 25.3 cm de largo sobre dos lados opuestos que tiene dos lados diferentes de longitud dispareja, 31.1 cm y 26 cm de largo respectivamente. El espesor (altura) del molde 70 se eleva lateralmente 0.95 cm en el lado del molde 70 que es de 26 cm de largo a 1.58 cm sobre el lado del molde que es de 31.1 cm de largo. Las longitudes y grosores diferentes de la cubierta de caballete 10 formadas cuyo molde 70 da una apariencia ahusada a un caballete en donde las cubiertas de caballete 10 están sobre la parte superior de unas y otras en una manera intercalada. El techo 71 del molde 70 generalmente es plano y se une a los extremos superiores de ios lados. Con el fin de promover el llenado completo del molde con la espuma, 4 ligeras indentaciones 72 de aproximadamente 0.158-0.31 cm de profundidad (Figura 6) se forman en el techo 71 del molde 70. Una superficie plana 40 del transportador en movimiento, 50.8 cm de ancho se eligen como la superficie inferior del molde. En esta superficie de molde inferior se coloca una capa de granulos de techado 30. Estos granulos 30, servirán tanto como una capa protectora de la intemperie para la cubierta de caballete 10, como una liberación del molde. La capa de granulos de techado 30 son de aproximadamente 0.635 cm de profundidad, 40.64 cm de ancho junto con el transportador. Los granulos 30 se aproximan a malla de tamaño 40. Después de colocar la capa de los granulos 30 en la superficie inferior del molde, una tira 20 del asfalto modificado se coloca sobre la parte superior de los granulos 30. La tira 20 es de aproximadamente 1.25 cm de ancho, de 0.158 cm x 0.31 cm de profundidad y es tan largo como el molde. El asfalto modificado de esta tira 20 está formada del asfalto usado para producir la espuma de la presente invención mezclada con aproximadamente 20% (en peso del asfalto) de estireno-butileno-estireno (SBS). Esta mezcla de asfalto modificada es claramente elástica. La espuma asfáltica descrita en el Ejemplo 1, se mezcla después y aproximadamente 100 gramos de los reactivos mezclados 60 se colocan en la capa de granulos en el otro lado de la tira de asfalto modificada 20. El molde 70 se coloca después sobre la espuma 80 de reacción de manera que la espuma 60 se encierra completamente dentro del molde 70. El molde 70 incluye un miembro en forma de V que sobresale hacia abajo del techo 71 del molde 70 a la tira de asfalto modificada 20. El miembro en forma de V, cuyos lados están en un ángulo de aproximadamente 30° del plano horizontal del molde 70, se ponen en contacto con la tira de asfalto modificada 20 en su ápice. En su base, el miembro en forma de V se hace ancho de aproximadamente 0.635 cm a través del extremo de la cubierta de caballete 10 que es de aproximadamente , 31.1 cm de ancho a aproximadamente 1.9 cm a traes del extremo de la cubierta de caballete 10 que es de 26 cm de ancho. La espuma de reacción sobre cada lado de la tira de asfalto modificada 20 en el producto de cubierta de caballete final, no se pone en contacto por lo tanto con la espuma que se hizo reaccionar sobre el otro lado de la tira de asfalto modificada 20, pero en su lugar está conectada con la tira de asfalto modificada 20. Dado que la tira de asfalto modificada 20 es elástica, el producto de cubierta de caballete final por lo tanto pueden doblarse y volverse a doblar sin romper o debilitar la cubierta de caballete 10. Ejemplo 3 Un proceso continuo para producir la cubierta de caballete 10 del Ejemplo 2 es como sigue. En esta modalidad, la superficie superior de una banda transportadora 40 forma la superficie inferior del molde 70. La banda transportadora 40 preferiblemente es de aproximadamente 50.8 cm de ancho.
Una capa de 40.64 cm de ancho de granulos de techo 30, se deposita en la banda transportadora 40 de un tanque contenedor de descarga a través de una compuerta cerca del fondo del tanque contenedor de descarga por medio de una alimentación por gravedad. La compuerta debe tener una anchura aproximadamente uniforme de manera que los granulos se pueden arrojar sobre la banda transportadora aproximadamente a un régimen uniforme. Estos granulos 30 se depositan sobre la banda transportadora 40 en una capa de aproximadamente 0.635 cm de profundidad. Los escarbadores mecánicos aproximadamente a 0.635 cm de la superficie de la banda transportadora extendiéndose la anchura de la banda transportadora 40, aseguran un espesor relativamente uniforme de los granulos 30 en la capa de granulos. En esta modalidad, la tira de asfalto modificada 20 y las dos tiras de espuma hecha reaccionar sobre cada lado de la misma, se depositan continuamente sobre la banda transportadora 40. La banda transportadora 40, debe moverse lo suficientemente rápido de manera que la espuma extruida se arroje sobre la superficie de granulos en una cantidad que dará como resultado el molde 70 que está siendo llenado completamente. Justo después de que se deposita la tira de asfalto modificado 20, una tira de 0.5 mm de ancho de película Mylar 50 es arrojada sobre la parte superior de la tira 20 de asfalto modificada. La tira Mylar 50, permitirá que el molde 70 se remueva del producto acabado más fácilmente después de que se forma el producto.
Después de que la tira de asfalto modificado 20 y la mezcla de reacción se arrojan sobre la banda transportadora 40, los moldes 70 como se describe en el Ejemplo 2, se colocan sobre la banda transportadora 40 sucesivamente. Los moldes 70 se ajustan una sobre la otra de manera que el extremo 74 de tracción del molde 70 (con respecto a la dirección en la cuan la banda transportadora 40 se mueve) colindarán con el borde de ataque 76 del siguiente molde 70 sobre la banda transportadora 40. Los moldes 70 se colocan sobre la tira de asfalto modificada 20 y la mezcla de reacción 80 una sobre a otra continuamente. Una vez que el producto de espuma final se ha formado y curado, los moldes 70 se remueven de los productos. Dado que la mezcla de reacción 60 y la tira de asfalto modificada 20 se colocan sobre la banda transportadora 40 continuamente, cada cubierta de caballete 10 se unirá a la cubierta de caballete 10 en la parte frontal y detrás de este punto. Sin embargo, los moldes 70 se forman para el proceso continuo de manera que los bordes de ataque 76 y de tracción 74, del molde 70, el cual están en contacto con la tira de asfalto modificada arrojada 20 y la mezcla de reacción 60 permiten la formación solamente de una tira delgada de espuma entre dos cubiertas de caballete consecutivas. La cubiertas de caballete consecutivas 10, pueden separarse después de la formación doblando simplemente las cubiertas de caballetes unidas en esta tira delgada de espuma y separando una cubierta de caballete 10 de la otra, o cortando las cubiertas de caballete en esta tira delgada. Una forma de cortar las cubiertas de caballete es con un cuchillo caliente. El cuchillo caliente comprende una cuchilla delgada calentada con electricidad una temperatura relativamente alta, tal como una temperatura de alrededor de 345.5°C y 371.1°C. El uso de un cuchillo caliente para separar las cubiertas de caballete adyacentes, se prefiere para separar las cubiertas de caballete unidas dado que la espuma en los extremos de las cubiertas de caballete se sellan con calor al mismo tiempo que las cubiertas se separan cuando se usa un cuchillo caliente. Sin embargo, una forma preferida de cortar las cubiertas de caballete, comprende el uso de vapor de presión alta, el cual puede estar a una presión de 4921 kg/cm2 - 5624 kg/cm2. El vapor no solo corta la espuma, sino también corta la capa de granulos de las cubiertas de caballete más uniformemente que cuando se usa un cuchillo caliente. Ejemplo 4 Una modalidad alternativa de la cubierta de caballete del Ejemplo 3, se provee con ventilaciones de manera que puede funcionar como una cubierta de caballete 10 y como una ventilación de caballete. Con el fin de proveer ventilación, se forma una ligera indentación o ventilación 16 en la superficie inferior de la cubierta de caballete 10 entre la tira de asfalto modificada 20 y el borde lateral 18 de la cubierta de caballete 10. Dicha ventilación se puede proveer incluyendo un miembro sobresaliente en el techo 71 del molde 70 usado para formar la cubierta de caballete 10 entre el eje central del techo del molde 70 y el borde lateral 18 del molde 70. En esta forma, las ventilaciones 16 se pueden proveer en cualquier lado del eje central de la cubierta de borde 10 (es decir, el eje a lo largo del cual se coloca la tira 20 de asfalto modificada). Además, también se pueden proveer ventilaciones múltiples en el otro lado de la tira de asfalto modificado 2 de la cubierta de caballete 10. Ejemplo 4A Una modalidad alternativa de una cubierta de caballete hecha de acuerdo con la presente invención se muestra en las figura 8A-8G. En esta modalidad, los lados 150 y 152 están casi paralelos, mientras que los lados 160 y 162 se extienden cada uno del lado 150 y 152 en un ángulo mayor a 90° de manera que los lados 160 y 162 no están paralelos. Se debe entender, sin embargo, que los lados 160 y 162 también podrían estar paralelos, y que la alineación no paralela de los lados 160 y 162 es una característica ornamental. La alineación de los lados 160 y 162 en la modalidad descrita en las figura 8A-8E es tal que cuando el lado 152 de una cubierta de caballete de acuerdo con esta modalidad se extiende sobre un lado 150 de otra cubierta de caballete adyacente de esta modalidad, los lados 160 y 162 de cada una de las cubiertas de caballete adyacentes se alinearán de manera que el borde 164 cerca del lado 150 de la cubierta de caballete adyacente inferior se ponga en contacto o esté adyacente con el borde 166 cerca del lado 152 de la cubierta de caballete adyacente superior. Cerca del lado 150, hay dos miembros elevados 170 y 172 que se extiende hacia arriba de la superficie superior 155 de la cubierta de caballete en esta modalidad. Estos miembro elevados están diseñados para adaptarse en las cavidades 180, 182 en la superficie inferior 156 de otra cubierta de caballete de esta modalidad. En esta modalidad, las superficies 171, 173, y 175 del miembro elevado 172, se ajustará en la cavidad 182 y se ponen en contacto o entran en proximidad estrecha con las superficies 181, 183, 185 de la cavidad 82, respectivamente. El miembro elevado 170, se ajusta similarmente en la cavidad 180. Alguien experto en la técnica apreciará que los miembros elevados pueden comprender otras formas y tamaños, mientras se ajusten en o cooperen de otra manera con cavidades en la superficie inferior de una cubierta de caballete adyacente. Alguien experto en la técnica, también apreciará que en otras modalidades, solo un miembro elevado o más de dos miembros elevados pueden estar presentes sobre la superficie superior de la cubierta de caballete mientras dichos miembros elevados cooperen con las cavidades correspondientes en la superficie inferior de una cubierta de caballete adyacente. Estos miembros elevados 170, 172, cooperan junto con las cavidades 180, 182 para formar un sistema de entrecerrado que ayuda a asegurar una cubierta de caballete a las cubiertas de caballete en cualquier lado de la misma. Asegurando el miembro elevado de una cubierta de caballete a una cavidad sobre el lado inferior de la cubierta de caballete adyacente, las cubiertas de caballete de la presente invención, cuando se ensamblan juntos, imparten una apariencia en capas favorable estéticamente a una línea de caballete. El miembro elevado 172, además se puede asegurar a la cavidad 182 de una cubierta de caballete adyacente por medio de piezas o tiras de asfalto modificado 186, 188, que se colocan sobre la superficie superior 155 en contacto con o adyacentes a las superficies 171 y 175 del miembro elevado 172. El asfalto modificado puede localizarse similarmente sobre el miembro elevado 170 con el fin de asegurarlo a la cavidad 180. Cuando una cubierta de caballete de esta modalidad se asegura a una cubierta de caballete adyacente, el asfalto modificado sobre los miembros elevados se ponen en contacto con las superficies correspondientes en las cavidades de la cubierta de caballete adyacente. Si el asfalto modificado se ha calentado antes de aplicarse a las cubiertas de caballete, se unirán inmediatamente a las superficies de las cavidades de la cubierta de caballete adyacente, y por lo tanto formarán un sello entre las cubiertas de caballete adyacentes. Aún si el asfalto modificado no está calentado, autosellará las cubiertas adyacentes de caballete a medida que se funde bajo la influencia de calor del sol. En la cubierta de caballete de la presente modalidad, las superficie s196 y 198 se extienden desde la superficie inferior 156 de la cubierta de caballete hacia la superficie superior y también se ahusa o extienden hacía la ranura central 195 desde un punto horizontalmente distante de la ranura central 195, formando así un canal que se extiende a través del centro longitudinal de la cubierta de caballete. Con el fin de evitar que entren el agua, el viento, insectos y otros elementos indeseables o que pasen a través de esta canal, esta modalidad de la cubierta de caballete de la presente invención se provee con las cavidades 190, 192, (denominadas en las presente como "ranuras") y los miembros sobresalientes 191, 193 sobre la parte inferior del lado 152 de la cubierta de caballete. Los miembros sobresalientes 191, 193, pueden, por ejemplo, ser bloques rectangulares que se extienden desde una superficie sobre el lado inferior de la cubierta de caballete, en esta caso, las superficies 196 y 198 respectivamente. Las ranuras pueden ser espacios en una superficie inferior de la cubierta de caballete que se configuran para recibir a dichos bloques rectangulares. Cuando la cubierta de caballete de esta modalidad se dobla alrededor de la ranura 195 de manera que las superficies 184 y 186 en el lado inferior 156 de la cubierta de caballete formen un ángulo menor que 180° (es decir, que la cubierta de caballete se dobla de manera que las superficies 184 y 186 se acercan), el miembro sobresaliente 191 se extienden en la ranura 190, y el miembro sobresaliente 193, se extiende de la misma manera en la ranura 192. Cuando esto pasa, los miembros sobresalientes 919, 193 bloquean el canal formado por las superficies ahusadas 196 y 198 sobre el lado inferior 156 de la cubierta de caballete. Sin los miembros sobresalientes 191, 193 y las ranuras 190 y 192, un canal podría permanecer en el lado inferior de la cubierta de caballete extendiéndose a lo largo de la ranura 195. Los miembros sobresalientes 191, 193 y las ranuras 190, 192, cooperan por lo tanto para bloquear o por lo menos bloquear parcialmente ese canal. Ejemplo 4B Otra modalidad alterna de una cubierta de caballete hecha de acuerdo con la presente invención, se muestra en la Figura 9. En esta modalidad 200, los lados 210 y 212 son casi paralelos, mientras que los lados 220 y 222 se extienden cada uno desde el lado 212 al lado 210 un ángulo mayor a 90°, de manera que los lados 220 y 222 no son paralelos. En una modalidad preferida, el lado 212 es de aproximadamente 19.36 cm de ancho y el lado 210 es de aproximadamente 24.5 cm de ancho. Similar a la modalidad del Ejemplo 4A, esta modalidad también comprende un sistema de ranuras 230 y 232 que reciben miembros sobresalientes 231 y 233, respectivamente, en donde la cubierta de caballete 200 se dobla alrededor de la ranura 240 de manera que las superficies 242 y 244 sobre la superficie inferior 246 de la cubierta de caballete 200 entren en contacto estrecho uno con otro. La Ranura 240 se extiende a lo largo del eje longitudinal de la cubierta de caballete. El miembro sobresaliente 231 en esta modalidad se localiza intermedio a los extremos 210, 212 y se extiende desde la superficie 250. Esta modalidad 200, también incluye la característica de entrecerrado de la modalidad del Ejemplo 4A. En la superficie inferior 246, se localiza la cubierta de caballete 200 cerca del lado 210 hay una serie de una o más indentaciones con cavidades 265 dimensionadas para recibir uno o más miembros sobresalientes (no mostrados) localizados sobre la superficie superior de la cubierta del caballete 200 cerca del lado 212. Cinco de dicha cavidades 265, se describen en la Figura 9. Estas cavidades 265, se extienden preferiblemente aproximadamente 10.47 cm desde la ranura central 240 y se localizan sobre ambos lados de la ranura central 240. Además esta modalidad podría incorporar la característica de autosellado de la modalidad del Ejemplo 4A, aunque esta característica no se describe en la Figura 9. En esta modalidad, las superficies 250 y 252, se extienden desde la superficie inferior 246 de la cubierta de caballete 200 hacia la superficie superior de la cubierta de caballete. Estas superficies 250 y 252, también se extienden hacia la ranura central 240 desde un punto axialmente distante de la ranura central 240, formando así un canal central 242. El canal formado por las superficies 250 y 252 en esta modalidad, se comunican con una serie de ventilas 260 a través de las aberturas del canal central 262 de las ventilas 260. Las ventilas preferiblemente se forman como canales en la superficie inferior del caballete 200. Las ventilas 260, sirven para ventilar el techo de una estructura a la cual se aplica la cubierta de caballete 200, permitiendo la comunicación entre el ambiente a través de las salidas de la ventila 154) y el canal central (a través de las aberturas del canal central 262). En esta modalidad, se prevé que una fuente adicional de ventilación, tal como una turbo-ventilación, podría usarse también con esta modalidad de la cubierta de caballete de la presente invención con el fin de proveer suficiente ventilación a un techo. En las ventilas de la técnica anterior para cubiertas de caballete, acero, madera, fibra de vidrio, o algún otro material filtrante, generalmente se proveen en las ventilas de la cubierta de caballete con el fin de evitar que entren agua, insectos, suciedad y otros elementos indeseables a la cubierta del caballete y finalmente el techo de la estructura sobre el cual se localiza la cubierta de caballete. Dicho material de filtración también se puede usar en la modalidad presente 200 de la cubierta de caballete de la presente invención. En la modalidad presente, se provee un pliegue o deformación 270 con el fin de evitar la entrada de dichos elementos indeseables. En una modalidad preferida, los segmentos 271, 272, de por lo menos una ventilación y preferiblemente todas las ventilas 260, forman un ángulo de aproximadamente 30° en el pliegue 270. Ejemplo 4C Una modalidad alternativa de una cubierta de caballete hechas de acuerdo con la presente invención, se muestran en las Figura 10A-10E. En esta modalidad 500, los lados 510 y 512 son casi paralelos, mientras que los lados 520 y 522 se extienden cada uno desde el lado 510 al lado 512 más de 90° de manera que los lados 520 y 522 no son paralelos. Aunque no se muestra en las Figuras 10A-10E, esta modalidad también podría incluir las características de entrecerrado y autosellado de la modalidad del Ejemplo 4A, así como el sistema de las ranuras y miembros sobresalientes de los ejemplo 4A y 4B. Similar a la modalidad de la Figura 9, esta modalidad 500 también contiene una serie de ventilas 560 formas sobre el lado inferior 550 del caballete 500. Las ventilas 560 sirven para ventilar el techo de una estructura a la cual se aplica la cubierta de caballete 500. Sin embargo, a diferencia de la modalidad de la Figura 9, se provee que las cubiertas de caballete de acuerdo con esta modalidad 500 podría proveer suficiente ventilación en el orden de 0.092 m2 de espacio de ventilación por 13.8 m2 del área del ático o mayor, para cumplir con los códigos normales de construcción. Por lo tanto, estas cubiertas de caballete podrían usarse en una estructura sin la necesidad de proveer una fuente extra de ventilación para el techo de la estructura. Debido al tamaño más grande de las ventilas 560, hay un riesgo mayor de que puedan entrar agua, suciedad, insectos y otros elementos indeseables a las ventilas 560. Con el fin de evitarlo, acero-madera, fibra de vidrio y algún otro material de filtración se puede proveer en las ventilas 560 de la cubierta de caballete 500 y/o en una cámara intermedia 570 de la cubierta de caballete 500. Las ventilas 560 se comunican con la cámara intermedia 570 a través de las aberturas de la cámara intermedia 562 y se comunican además con el ambiente a través de las salidas de las ventilas 564. La cámara intermedia 570 colinda y se comunica con un canal central 580. El canal central 580 se comunica así mismo con el techo o ático de una estructura a la cual se une la cubierta de caballete, proveyendo así ventilación entre el techo o ático y el ambiente. Ejemplo 4D Aún otra modalidad alternativa de una cubierta de caballete hecha de acuerdo con la presente invención, se muestra en las Figuras 11A-11C. En esta modalidad 300, los lados 310 y 312 son casi paralelos, mientras que los lados 320 y 322 se extienden cada uno del lado 312 al lado 310 un ángulo mayor a 90° de manera que los lados 320 y 322 no son paralelos. Aunque no se muestra en las Figuras 11A-11C, esta modalidad también podría incluir las características de entrecerrado y autosellado de la modalidad del Ejemplo 4A, así como el sistema de ranuras y miembros sobresalientes de los ejemplo 4A y 4B. Las ventilas 360 son similares a las ventilas 560 mostradas en las Figuras 10A-10E en el Ejemplo 4C anterior. Estas ventilas así mismo, comprenden salidas de ventilas 354 y salidas de cámaras intermedias 362. También como las ventilas de la modalidad del Ejemplo 4C, se provee que las ventilas 360 de la modalidad presente 300, podrían proveer suficiente ventilación, en el orden de 0.092 m2 de espacio de ventilación por 13.8 m2 del área del ático o mayor, de manera que no se necesite otra fuente de ventilación del techo de una estructura. Sin embargo, el uso de un material de filtrado tal como fibra de vidrio en la cámara intermedia 370 de ia cubierta de caballete 300 de esta modalidad, no se atan necesaria como la modalidad 500 del Ejemplo 4C debido a la provisión de las barreras 380 en la cámara intermedia 370 de la cubierta de caballete 300. Las barreras 380 se extienden hacia abajo (lejos de la superficie inferior 350 de la cámara intermedia 370) y se extiende axialmente del eje longitudinal 340 de la cubierta del caballete 300 hacia los lados 320, 322 y el ángulo ?, el cual en una modalidad es menor a 90°, y preferiblemente es de 45°. En una modalidad, las barreras 380 son casi rectangulares y forman paredes dentro de la cámara intermedia 370. Las barreras preferiblemente tienen aproximadamente la misma altura que las paredes 365 que rodean y ayudan a definir las ventilas 360. Un extremo próximo 382 de cada una de las cuales colinda, o por lo menos, está en proximidad da un canal central 390 en la superficie inferior 350 de la cubierta de caballete 300 que se extiende a lo largo del eje longitudinal 340 de la cubierta de caballete 300. Un extremo distante 384 de cada una de las barreras, preferiblemente colinda o está próximo a las aberturas de la cámara intermedia 362 de las ventilas 360 con el fin de proveer una barrera física a la entrada de suciedad, agua y otros elementos indeseados en la cámara intermedia 370. B. Losas de Techo La espuma asfáltica de la presente invención también es útil en la industria de techado para producir las losas de techos 100. Una losa de techo 100, como se muestra en las Figuras 2 y 3, teniendo dimensiones similares a la cubierta de caballete 10 descrita antes, puede hacerse a través de moldeo en generalmente la misma forma que la cubierta de caballete descrita previamente. Una superficie plana generalmente rectangular de por lo menos 31.1 cm de largo y por lo menos 24.4 cm de ancho, primero se elige como la superficie inferior del molde. La superficie inferior preferiblemente es la superficie de una banda transportadora 40. Sobre esta banda transportadora 40 se coloca una capa de granulos de techo 30. Estos granulos 30 servirán como una capa protectora de la intemperie para las losa del techo 100 y como una liberación de molde. Los granulos 30 por sí mismos, tienen tamaño de malla de alrededor de 40. La capa protectora también puede ser de hojuelas enceradas y otro material capas de proveer protección de los elementos de la intemperie. La capa de granulos de techado 30 preferiblemente son de 0.635 cm de profundidad, pero pueden ser de entre 0.47 cm y 0.127 cm de profundidad. Los granulos 30 pueden ser indentados o estar impresos con cualquier diseño, patrón o textura deseados. La superficie de granulos del producto final moldeado, tendrá un diseño que corresponde al diseño que se ha impreso en la superficie de granulos. Después de colocar la capa de los granulos de techo 30 sobre el transportador en movimiento, la mezcla de reacción 60 descrita en el Ejemplo 1, se mezcla y coloca después sobre la capa de granulos, preferiblemente en dos tiras sobre cada lado de la línea media de la superficie inferior. Después se coloca un molde 70 sobre la espuma de reacción de manera que la espuma se encierra completamente dentro del molde 70. La superficie interna del molde por sí mismo, se trata preferiblemente con una liberación de molde de rocío tal como una liberación de molde basada en silicón, o comprende de otra manera una capa de PTFE, como se describió previamente. Las losas de acuerdo con la presente invención no están limitadas a las configuraciones y dimensiones de las losas mostradas en los Figura 2 y 3. Debido a la facilidad de configurar artículos de plástico tales como los artículos de espuma asfáltica descritos en la presente, estas losas hechas de la presenta espuma asfáltica se pueden configurar, por ejemplo, para reensamblar los tejamaniles convencionales, los cuales comúnmente tienen dimensiones de casi 30.48-35.56 cm x 50.8 cm. Alternativamente, las losas de cuerdo con la presente invención se pueden configurar como losas del estilo español que usualmente tienen dimensiones de aproximadamente 30.48 x 91.44 cm. Alguien con experiencia en la materia, apreciará que las losas o tejamaniles hechos de la espuma asfáltica de la presente invención, también se pueden configurar en un número de otras maneras. Ejemplo 5 Un proceso continuo para producir un techo de espuma asfáltica 100 es el siguiente. En esta modalidad, la superficie superior de la banda transportadora 40 forma la superficie inferior del molde 70. La banda transportadora 40 preferiblemente es de 50.8 cm de ancho.
Una banda transportadora 40 se coloca en una capa de 40.54 cm de ancho de granulos de techado. Estos granulos 30 se depositan sobre la banda transportadora 40 en una capa de aproximadamente 0.635 cm de la superficie de la banda transportadora extendiéndose la anchura de la banda transportadora 40 para asegurar un espesor relativamente uniforme de los granulos 30 en la capa de granulos raspando y nivelando así la capa de granulos 30 a medida que pasa por debajo de los escarbadores. Se depositan dos tiras de espuma de reacción 60 continuamente sobre la banda transportadora 40 sobre cada lado de la línea media de la superficie inferior del molde 70. La banda transportadora 40, debe es lo suficientemente rápida de manera que la espuma extruída 60 se arroje sobre la superficie de granulos en una cantidad que dará como resultado el molde 70 que se está rellenando completamente. Después de que la mezcla de reacción 60 se arroja sobre la banda transportadora 40, los moldes 70 se colocan sobre la banda transportadora 40 sucesivamente. Los moldes 70 se ajustan unos contra otros de manera que el extremo de tracción 74 de un molde 70 (con respecto a la dirección en la cuan viaja la banda transportadora 40) colindará con el borde de conducción 76 del siguiente molde 70 de la banda transportadora 40. Los moldes 70 se colocan sobre la mezcla de reacción una después de la otra continuamente.
Una vez que el producto de techado final 100 se ha formado y curado, los moldes 70 se remueven de los productos. Las losas de techo consecutivas 100, se pueden separar después de la formación. Ejemplo 5A Una modalidad alternativa de una losa de techo de acuerdo con la presente invención, se muestra en las Figuras 12A-12C. En la modalidad ilustrada, el lado 402 está aproximadamente paralelo al lado 404, y el lado 412 está aproximadamente paralelo al lado 414. Sin embargo, alguien con experiencia en la materia apreciará que esta configuración podría cambiarse para producir diferentes efectos estéticos. Esta modalidad 400 usa el sistema de entrecerrado similar al descrito en el Ejemplo 4A anterior. En esta modalidad, los miembros elevados 420, 422 y 424, están dimensionados para adaptarse en cavidades que corresponden a cavidades 421, 423 y 425 respectivamente de otra losa (no mostrada) cuyo lado 404 se traslapa y está situado en la parte superior del lado 402 de la losa ¡lustrada 400. Así mismo, las cavidades elevadas 421, 423 y 425 en la losa 400, se dimensionan y configuran para recibir miembros elevados sobre otra losa (tampoco mostrados) que corresponden a los miembros elevados 420, 422 y 424, respectivamente. Esta otra loza, cuando se interconecta con la losa ilustrada, podría estar sobre y debajo del lado 404 de la losa 400.
En una manera similar, el miembro elevado 430 se dimensiona para ajustarse en una cavidad sobre otra losa (no mostrada) que corresponde a la cavidad 431 de la losa ilustrada 400. Cuando el miembro elevado 430 se entrecierra con la cavidad de la otra loza, la otra losa cae sobre la parte superior del miembro elevado 430 sobre el lado 412 de la losa 400. La cavidad 431 también se dimensiona para recibir un miembro elevado sobre otra loza (no mostrada) que corresponde al miembro elevado 430 y cuando se entrecierra con el otro lado de la losa 414, de la losa 400, se coloca sobre la otra losa. Como en la modalidad del Ejemplo 4A, la presente modalidad 400 también puede usar el asfalto modificado sobre los miembros elevados 420, 422, 424, y 430 para señalar estos miembros elevados a las cavidades correspondientes sobre una losa colindante en la cual se insertan los miembros elevados. Como se muestra en la Figura 12A, en una modalidad preferida, los miembros elevados 420, 422, y 424 son de tamaño diferente comparado con el miembro elevado 430, de manera que las losas 400 pueden solo ensamblarse en una forma. Los lados 402 y 404 preferiblemente tienen 91.44 cm de longitud, mientras que los lados 412 y 414, preferiblemente tienen 30.58 cm de longitud. El lado 402 también preferiblemente tiene 0.127 cm de altura, mientas que el lado 404 preferiblemente tiene 2.99 cm de altura. Una característica adicional de la losa 400 es la provisión de salientes de entrecerrado, vistos menor en la Figura 12B. El saliente 440 sobre el lado 412 se adapta para adaptarse en un saliente sobre un lado adyacente 412 de la losa (no mostrada) correspondiendo al saliente 441 sobre la loza 400. En esta modalidad, la superficie 444 es apta para ponerse en contacto, o por lo menos acercarse a una superficie sobre otra losa que corresponde a la superficie 442 del saliente 441. Además, la superficie 449 se adapta para ponerse en contacto o por lo menos acercarse a una superficie sobre otra losa (no mostrada) que corresponde a la superficie 448 de la saliente 441. C. Producción de Losas y Cubiertas de Caballete con Patrones de Granulos Se pueden producir patrones de varias formas y colores en la superficie de granulos de las losas, cubiertas de caballetes y otra artículos hechos de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, se puede producir un patrón de ondas en una losa de techo o cubierta de caballete pasando un rodillo modificado sobre la superficie de los granulos 30 antes de dejar caer el asfalto modificado 20 y mezcla de reacción 60 sobre ellos. Dicho rodillo generalmente es cilindrico pero también tiene un miembro sobresaliente el cual se extiende axialmente desde el rodillo cilindrico. Cuando este rodillo se pasa sobre los granulos 30, formará una superficie de granulos, plana, uniforme, excepto donde el miembro sobresaliente se pone en contacto con la capa de granulos. Cuando el miembro sobresaliente se pone en contacto con la capa de granulos, se forma una indentación en la capa de granulos. Después de que se añade la mezcla de reacción 60 a la capa de granulos, la mezcla 60 formará la espuma y rellenará la porción indentada de la capa de granulos. Los granulos del techo 3, también pueden colorearse o configurarse con el fin de producir el efecto estético deseado en el producto moldeado final. Por ejemplo, los granulos de techo coloreados mezclados 30, pueden dejarse caer sobre una banda transportadora en movimiento 40. Alternativamente, los granulos de techo 30 de un solo color o una mezcla de colores pueden depositarse sobre la superficie de dicha banda transportadora 40, después de los cual los granulos 30 de un solo color diferente o mezcla de colores, se dejan caer sobre la superficie. De esta manera, se puede producir un patrón deseado sobre la superficie del artículo final moldeado mediante el uso de dichos granulos 30 de diferentes colores. Mediante el uso de granulos de por lo menos dos colores o dos configuraciones de un solo color, se puede producir un efecto de sombras en el producto final de cubierta de caballete. En una modalidad, se usan varios tanques contenedores de descarga, conteniendo cada uno granulos de diferente color, o un solo tanque contenedor de descarga, conteniendo granulos de olores diferentes en diferentes compartimentos. A medida que se mueve una anda transportadora por debajo de los tanques contenedores, los granulos de un primer colore serán depositados sobre a banda transportadora durante una cantidad predeterminada de tiempo de una primera compuerta con el fin de cubrir una porción predeterminada de la superficie de una losa, cubierta de caballete u otro artículo con granulos del primer color. Desde luego, los grados de color primero o sucesivos también pueden comprender una mezcla de colores o granulos. Después de que los primeros granulos de color se depositan en la banda transportadora, los granulos de un segundo color se depositan sobre la banda transportadora desde una segunda compuerta durante un tiempo predeterminado. Después, los granulos de un tercer color so uno sucesivo, pueden depositarse sobre la banda transportadora o los granulos del primer color puede depositarse de nuevo. De esta manera, las bandas verticales de granulos de diferentes colores se pueden formar en las losas, cubiertas de caballete u otros artículos formados mediante este método. Alternativamente, las bandas horizontales de colores pueden formar sobre una losa, cubierta de caballete y otro artículo colocando la abertura de un tanque de descarga que contiene granulos de un primer color lado por lado con la abertura de un tanque de descarga conteniendo granulos de un segundo color. Desde luego, las aberturas solamente pueden ser tan anchas como la superficie de la banda transportadora. Ejemplo 6 La losa de techo 100 del Ejemplo 5, se puede producir con patrones decorativos de granulos 30 en los que los granulos 30 tienen diferentes colores. Los granulos 30 que tienen color más oscuro se arrojan primero sobre la superficie de la banda transportadora 40 sobre una porción corta de la banda transportadora 40 (en el orden de 2.5 a 7.5 cm) para formar una banda oscura 80. Los granulos 30 que tienen un color más claro se arrojan después sobre la banda transportadora 40 sobre una longitud de 15-24.5 centímetros, después de lo cual los granulos 30 se dejan caer de nuevo sobre la banda, formando una segunda banda obscura 80. Una losa de techo 100 se produce entonces como se describe en el Ejemplo 5. El producto de este proceso se describe en la Figura 3. IV. Conclusión Aunque se ha descrito la presente invención en términos de ciertas modalidades preferidas, estas modalidades son ilustrativas solamente y no limitan el alcance de la presente invención. Por lo tanto, los expertos en la materia apreciaran que haya horas formas de hacer y usar la presente invención además de la descrita explícitamente en la presente que caen dentro del alcance de esta invención. Las referencias que se nombran en la presente, además se incorporan aquí por referencia.

Claims (35)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para producir una espuma asfáltica rígida, comprendiendo los pasos de: a) proveer asfalto que tiene una escala de penetración entre aproximadamente 5-25 y un punto de suavizado entre aproximadamente 48.8°C y 63.3°C; b) licuar el asfalto; c) añadir al asfalto uno o más polioles, formando así una mezcla intermedia; d) llevar la temperatura de la mezcla intermedia a entre aproximadamente 60°C y 104.4°C; e) añadir un agente de soplado a la mezcla intermedia, formando así una mezcla espumosa; f) mezclar un poli-isocianato con la mezcla espumosa, formando así una mezcla de reacción final, el poli-isocianato siendo añadido a la mezcla espumosa en una relación molar de poli-isocianato:poliol de entre aproximadamente 0.95:1 y aproximadamente 1.3:1 o entre aproximadamente 2.0:1 y aproximadamente 2.7:1, en donde dicho poli-ísocianto y dicha mezcla espumosa reaccionan para formar dicha espuma asfáltica.
  2. 2. El método de la reivindicación 1, en donde dicho paso de mezclado comprende añadir poli-isocianato a dicha mezcla de formación de espuma en una relación molar de poli-isocianato:poliol de entre aproximadamente 0.95:1 y aproximadamente 1.3:1, formando así una espuma de poliuretano asfáltico.
  3. 3. El método de la reivindicación 1, en donde dicho paso de mezclado comprende añadir poli-isocianato a dicha mezcla de formación de espuma en una relación molar de poli-isocianato:poliol de entre aproximadamente 2.0:1 y aproximadamente 2.7:1, formando así una espuma de poli-isocianurato asfáltico.
  4. 4. El método de la reivindicación 3, comprendiendo adicionalmente el paso de añadir un catalizador a la mezcla intermedia.
  5. 5. El método de la reivindicación 4. en donde dicho catalizador se añade en una cantidad de entre 8% y 10% en peso de dicha mezcla intermedia.
  6. 6. El método de la reivindicación 5, en donde dicho catalizador es DABCO® TMR-4
  7. 7. El método de la reivindicación 1, en donde dicho poliol o polioles tienen entre 3 y 6 funcionalidades.
  8. 8. El método de la reivindicación 1, en donde dicho poliol comprende una mezcla de polioles diferentes, dicha mezcla de polioles diferentes comprendiendo aproximadamente cantidades iguales de: un primer poliol, dicho primer poliol teniendo tres funcionalidades hidroxi; un segundo poliol teniendo tres funcionalidades hidroxi; y aceite de ricino.
  9. 9. El método de la reivindicación 8, en donde dicho aceite de ricino se añade a dicho asfalto antes de que se añadan dichos segundos polioles.
  10. 10. El método de la reivindicación 8, en donde dicho poliol es Voranol 270.
  11. 11. El método de la reivindicación 8, en donde dicho segundo poliol es Multranol 9138.
  12. 12. El método de la reivindicación 1, comprendiendo adicionalmente el paso de mezclar un modificador con dicho asfalto en una cantidad de hasta aproximadamente 10% en peso de dicho asfalto.
  13. 13. El método de la reivindicación 12, en donde dicho modificador es Vistamer™.
  14. 14. el método de la reivindicación 12, en donde dicho modificador es polipropileno atáctico.
  15. 15. El método de la reivindicación 1, comprendiendo adicionalmente el paso de mezclar un reductor de viscosidad en dicha mezcla intermedia.
  16. 16. El método de la reivindicación 11, en donde dicho reductor de viscosidad se añade en una cantidad de aproximadamente 4% en peso de dicha mezcla intermedia.
  17. 17. El método de la reivindicación 1, en donde dicho agente de soplado es agua y en donde dicha agua se añade en una cantidad de aproximadamente 1-5% del peso de dicha mezcla intermedia.
  18. 18. El método de la reivindicación 1, en donde dicha agua se añade en una cantidad de aproximadamente 2% del peso de dicha mezcla intermedia.
  19. 19. Un material de espuma asfáltica rígida producida de acuerdo con el método de la reivindicación 2.
  20. 20. Un material de espuma asfáltica rígida producida de acuerdo con el método de la reivindicación 3.
  21. 21. Un proceso continuo para hacer una losa de techo o cubierta de caballete, dicho proceso comprendiendo los pasos de: a) proveer una banda transportadora; b) aplicar una capa granular a la banda transportadora; c) proveer lados de un molde en la banda transportadora, los lados extendiéndose hacia arriba de la banda transportadora; d) aplicar la mezcla de reacción final de la reivindicación 1 a la capa granular; e) colocar una parte superior del molde sobre los costados; f) dejar que la mezcla de reacción final se eleve y cure, formando así la losa del techo o la cubierta del caballete.
  22. 22. Una cubierta de caballete teniendo una superficie inferior adaptada para ser colocada en contacto con un techo de un edifico y una superficie superior, dicha cubierta de caballete comprendiendo además: un eje longitudinal teniendo un extremo frontal y un extremo posterior, en donde dicha cubierta de caballete comprende además por lo menos dos lados localizados axialmente distantes de dicho eje longitudinal; y una pluralidad de ventilas en donde los extremos de salida de dichas ventilas se localizan por lo menos en uno de dichos dos lados y en donde cada una de dichas pluralidad de ventilas se extiende axialmente hacia adentro, hacia dicho eje central.
  23. 23. La cubierta de caballete de la reivindicación 22, comprendiendo además un canal central en dicha superficie inferior localizada a lo largo de dicho eje longitudinal.
  24. 24. la cubierta de caballete de la reivindicación 23, en donde por lo menos una de dichas ventilas comprende además una abertura de canal central en donde dicha abertura provee comunicación entre dicho canal central y una de dichas ventilas.
  25. 25. La cubierta de caballete de la reivindicación 23, comprendiendo además una cámara intermedia en dicha superficie inferior adyacente a dicho canal central, en donde por lo menos una de dichas ventilas comprende además una abertura de cámara intermedia, dicha abertura proveyendo comunicación entre dicha cámara intermedia y por lo menos una de dichas ventilas.
  26. 26. La cubierta de caballete de la reivindicación 25, en donde dicha cámara intermedia comprende además una o más barreras, cada una de dichas barreras comprendiendo un extremo próximo en proximidad con dicho canal central y un extremo distal adyacente a dicha abertura de cámara intermedia de cada una de dichas ventilas.
  27. 27. La cubierta de caballete de la reivindicación 26, en donde dada una de una o más barreras comprende una pared que se extiende desde dicha superficie inferior a dicha cubierta de caballete.
  28. 28. La cubierta de caballete de la reivindicación 23, en donde un miembro sobresaliente se extiende desde una primera superficie de dicho canal central y en donde una segunda superficie de dicho canal central comprende una ranura adaptara para recibir dicho miembro sobresaliente, dicho miembro sobresaliente y ranura estando adaptados para cooperar de manera que bloquee por lo menos substancialmente dicho canal central en donde dicha cubierta de caballete se doble y se haga por lo tanto un extremo distal de dicho miembro sobresaliente para entrar a dicha ranura.
  29. 29. La cubierta de caballete de la reivindicación 28, en donde dicho miembro sobresaliente y ranura están localizados en dicho extremo posterior de dicha cubierta de caballete.
  30. 30. La cubierta de caballete de la reivindicación 28, en donde dicho miembro sobresaliente y ranura están localizados intermedio de dicho extremo frontal y posterior de dicha cubierta de caballete.
  31. 31. La cubierta de caballete de la reivindicación 28, comprendiendo adicionalmente una segunda ranura y un segundo miembro sobresaliente, en donde dicho segundo miembro sobresaliente y segunda ranura están adaptados para cooperar de manera que bloquee por lo menos substancialmente dicho canal central cuando se doble dicha cubierta de caballete y se forme un extremo distal de dicho segundo miembro sobresaliente para entrar a dicha segunda ranura.
  32. 32. La cubierta de caballete de la reivindicación 22, en donde por lo menos una de dicha pluralidad de ventilas comprende un segmento que se extiende un ángulo con respecto a otro segmento de dicha ventila.
  33. 33. La cubierta de caballete de la reivindicación 33, en donde dicho ángulo es de aproximadamente 30°.
  34. 34. la cubierta de caballete de la reivindicación 22, en donde dicha superficie superior de dicho extremo frontal comprende además un miembro elevado que tiene una primera superficie, dicha superficie inferior de dicho extremo posterior comprendiendo una cavidad que tiene una segunda superficie en donde dicha primera superficie de dicho miembro elevado se adapta para ser capaz de ponerse en contacto con o colocarse en proximidad de dicha segunda superficie de una cavidad de una segunda cubierta de caballete, dicho miembro elevado desde dicha cubierta de caballete cooperando así con dicha cavidad de dicha segunda cubierta de caballete para interconectar dicha cubierta de caballete con una segunda cubierta de caballete.
  35. 35. La cubierta de caballete de la reivindicación 34, en donde el asfalto modificado se coloca en contacto con o adyacente a dicha primera superficie de miembro elevado.
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