MXPA97006996A - Promotores de adhesion para emulsiones bituminosasanionicas - Google Patents

Promotores de adhesion para emulsiones bituminosasanionicas

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MXPA97006996A MXPA/A/1997/006996A MX9706996A MXPA97006996A MX PA97006996 A MXPA97006996 A MX PA97006996A MX 9706996 A MX9706996 A MX 9706996A MX PA97006996 A MXPA97006996 A MX PA97006996A
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La presente invención se refiere a un método mejorado para incrementar la adhesión entre el asfalto y el agregado en emulsiones bituminosas aniónicas, caracterizado porque la mejora comprende la adición a la emulsión de una composición que comprende a los productos de reacción de condensación de poliamidoamina de:(A) del 50 al 80 por ciento en peso de una mezcla que comprende:1) del 80 al 1 por ciento en peso deácido graso de aceite de sebo monomérico, y 2) del 20 a 99 por ciento en peso deácido linoleico polimerizado, con (B) del 50 a 20 por ciento en peso de polialquilenpoliamina, y (C) hasta el 10 por ciento en peso de paraformaldehido.

Description

PROMOTORES DE ADHESIÓN PARA EMULSIONES BITUMINOSAS ANIONICAS 1. Campo de la Invención Esta invención se refiere a emulsiones aniónicas de fraguado rápido, de fraguado mediano, y de fraguado lento preparadas a partir de bitumen puro o de bitumen modificado mediante la incorporación de polímeros tales como hules de estireno-butadieno (HEB) , copolímeros de bloque de estireno (EBE) , copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EAV) , y otros modificadores adecuados. La invención también se refiere a emulsiones modificadas mediante la incorporación de solventes (tales como aceite diesel o queroseno) , o mediante la adición de látexes de polímero (tales como látex de HEB o látex de hule natural) . De una manera más particular, la invención se refiere a métodos mejorados para mejorar la adhesión entre el asfalto y el agregado en emulsiones bituminosas que contienen solvente y sin solvente aniónicas, en donde los emulsificantes son sales alcalinotérreas de ácidos grasos de aceite de sebo, ácidos grasos de aceite de sebo fortificados, resina de aceite de sebo, y resina fortificada, así como combinaciones de emulsificantes de lignina de estraza y no iónicos. Los promotores de adhesión novedosos utilizados en estos métodos mejorados, son los productos de reacción de la condensación de poliamidoamina de las polialquilenpoliaminas con ácidos grasos de aceite de sebo monoméricos y ácidos linoleicos polimeriza-dos. Se puede obtener otra mejora en la adhesión por medio de la adición de paraformaldehído a la reacción.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En las operaciones de pavimentación, se emplean tres prácticas principales para lograr una mezcla completa de bitumen y el agregado: (1) mezclar el asfalto calentado de flujo libre (cemento de asfalto) con el agregado previamente secado. (2) mezclar el agregado previamente secado con asfalto diluido con un solvente de hidrocarburo (asfalto fluidificado, suministro fluidificador, etcétera) a la temperatura ambiente o a temperaturas ligeramente elevadas, y (3) mezclar el agregado con las emulsiones de asfalto (por ejemplo, emulsiones de aceite en agua) obtenidas mediante una agitación vigorosa del asfalto y el agua en la presencia de un agente emulsificante. Los costos escalantes de la energía y de los solventes de hidrocarburos, unidos a una consciencia realzada por el medio ambiente, han estimulado el uso creciente de asfaltos emulsificados en la industria de pavimentación de carreteras. El tipo de emulsificante empleado es determinado por la aplicación deseada de la emulsión de asfalto. Para las emulsiones de fraguado rápido (principalmente utilizadas para el sellado de grietas) , comúnmente se utilizan jabones de sodio o aceite de sebo. Para las emulsiones de fraguado mediano (aplicadas en mezclas frías de agregado virgen o pavimentación con asfalto recuperado) , en general se están utilizando concentraciones más altas de aceite de sebo o de jabones de aceite de sebo modificados con y sin la adición de cantidades moderadas de solvente de hidrocarburo. Las emulsiones de fraguado lento con una buena estabilidad de la mezcla en la presencia de un agregado de grado fino, normalmente están basadas en vinsol (un subproducto de la fabricación de resina de madera) , en resina de aceite de sebo fortificada en combinación con lignina de estraza o lignosul-fonatos, y combinaciones de lignina de estraza o lignosulfona-tos con emulsificantes no iónicos de la clase de alquilfenoles etoxilados, alcoholes grasos lineales o ramificados etoxilados, y de copolímeros de bloque de óxido de etileno-óxido de propileno. En las emulsiones aniónicas, las gotitas de asfalto se estabilizan mediante tensoactivos aniónicos (en donde su superficie negativamente cargada emigra hacia el ánodo cuando se aplica un campo eléctrico) . En el caso de las emulsiones de fraguado rápido (principalmente utilizadas para reparar el trabajo de cursos de uso antiguo) , la emulsión se aplica sobre la superficie existente, y se extiende encima el agregado. Después de que se ha evaporado el agua de la emulsión, se forma una matriz íntima de asfalto y piedra con una buena capacidad de apoyo de carga. La carretera se puede volver a abrir al tráfico poco después de la aplicación del sello. Las emulsiones de fraguado mediano comúnmente se mezclan con el agregado en un molino de arcilla antes de utilizarse en la construcción de carreteras . La incorporación de solvente permite que las mezclas se apilen antes de usarse. Las mezclas se preparan en plantas mezcladoras centrales, y se transportan a los sitios de trabajo, y se generan "en el lugar". Las emulsiones de fraguado lento se aplican en donde es necesaria una buena penetración y humectación. Las principales aplicaciones son mezclas con altas cargas de finos, estabilización de la base, y recubrimiento pegajoso. Las emulsiones aniónicas son enseñadas por Mertens en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,062,829, y se preparan mediante la utilización de hidróxido alcalino, el cual saponifica los ácidos superficiales activos que se presentan naturalmente en el asfalto. Estas emulsiones contienen poliamidas de alto peso molecular (Versene) como reductoras de viscosidad y promotoras de adhesión. En la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,108,971 de Mertens, las emulsiones aniónicas del mismo tipo se mejoran con la adición de alcanolaminas que carecen de características lipofílicas. Las aminas de lignina son enseñadas por Borg-feldt en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,123,569. Las emulsiones de fraguado rápido obtenidas a partir de asfaltos altamente ácidos utilizando hidróxido de litio, son descritas por Mertens en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,240,716. Montgomery y Pitchford enseñan sales de metal alcalino de ácidos policarbo-xílicos aromáticos polinucleares complejos como emulsificantes aniónicos en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,344,082. Heinz, en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,006,860, emplea jabones de metal alcalino de ácidos grasos superiores, tales como los que se encuentran en el aceite de sebo. En las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 3,956,002 y 4,088,505, Moorer enseña emulsificantes aniónicos que consiste en lignina alcalina o lignina alcalina oxigenada, un aducto de óxido de etileno de alquilfenol, y hasta el 10 por ciento en peso de borato de sodio. Detroit describe, en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,293,459, combinaciones de lignosulfonatos oxigenados parcialmente -desulfonados y tensoactivos no iónicos. Schilling y colaboradores describen los jabones alcalinos de ácidos grasos de aceite de sebo maleados o fumarados, o resina, de DIACIDR 1550, y de ácido graso de aceite de sebo sulfonado, como emulsificantes para emulsiones aniónicas altamente flotantes en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,676,927, y el uso de amidoaminas de aceite de sebo modificadas con carboxietilo como emulsificantes para sellos de pasta aniónica en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,561,901. Ferm, en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,740,344, enseña la preparación de composiciones de sello en pasta aniónica de fraguado rápido, mediante la aplicación de una combinación de sulfonatos arilalquílicos de alquilfenoles y de alcoholes grasos. Schreuders, en la Patente de los Estados Unidos de Norteaméri-ca Número 3,615,796, enseña el uso de sulfonatos de petróleo. En la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,594,201 de Sommer y Evans, se describe una combinación de lignato de sodio o lignosulfonato y aceite de sebo saponificado o resina. En la Patente de los Estados Unidos de Nortéamerica Número 3,350,321, Conn describe el uso de sales de ácido fosfórico de alquilo o de alcoxialquilo como emulsificantes para asfalto. Las emulsiones aniónicas se preparan en general en concentraciones del emulsificante del 0.2 al 10.0 por ciento, basándose en el 100 por ciento de actividad, de preferencia del 0.2 al 2.0 por ciento. La escala de pH es de 7 a 14, de preferencia de 10 a 12 en el caso de jabones de aceite de sebo y de resina. La ventaja de las emulsiones aniónicas está en el costo relativamente bajo de los emulsificantes basados en aceite de sebo. La desventaja es la baja resistencia de enlace del asfalto con el agregado, una vez que se ha secado la emulsión y ha formado una película de asfalto sobre la superficie del agregado. Ya que la mayoría de los agregados están negativamente cargados, la repulsión electrostática entre el asfalto negativamente cargado y las piedras negativa-mente cargadas, provoca una adhesión inferior. Los agregados altamente ácidos, tales como cuarzita, granito, riolita, o muchas de las rocas sedimentarias, metamórficas, e ígneas, se consideran responsables del problema de separación del bitumen existente. Este problema también se encuentra en las aplicaciones de mezcla caliente, y cuando se están utilizando asfaltos fluidificados. La calidad de la superficie de la carretera generalmente depende de la resistencia de los enlaces entre el asfalto y el agregado después de que se cura la composición. Un mal funcionamiento de servicios se debe a una mala adhesión, que da como resultado que se separe el asfalto de la superficie del agregado. Las composiciones de asfalto también tienen una adhesión relativamente mala al agregado en la presencia de agua. Ya que el agregado de preferencia se humedece con agua, la penetración eventual de agua en la composición llega al agregado, e interfiere con el enlace entre el agregado y el asfalto. El resultado de esta separación es un pavimento en hojuelas y la formación de agujeros. Para reducir el desenlace inducido por el agua del asfalto de la superficie de la piedra, en muchos casos es común agregar aminas o diaminas de actividad superficial al asfalto. En general, se introducen agentes contra la separación o promotores de la adhesión en el asfalto antes de que se mezcle el asfalto con el agregado. En el caso de las emulsio-nes de asfalto aniónicas, es conveniente agregar el aditivo a la emulsión para impedir la degradación en altos valores de pH. La literatura de patente describe un gran número de compuestos que se pueden utilizar para mejorar la adhesión del asfalto al agregado. Estos incluyen condensados de óxido de etileno de alquiltriaminas de cadena larga (Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,615,797), aminas alcoxiladas y sus sales (Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,347,690) , y los productos de reacción de ácidos grasos insaturados ozonizados con polialquilenaminas (Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 3,246,008 y 3,245,451). Otros aditivos se basan en cromitas carboxílicas grasas (Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,963,509) , en combinaciones de resinas epóxicas y boratos de onio (Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,947,395), en alcanolaminas y amidoaminas de aceite de sebo (Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 2,679,462, y 4,806,166), en aminas de éter graso en combinación con alcanolaminas (Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,928,061), y en jabones de amidoamina de ácido graso (Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 2,426,220, 2,891,872 y 3,230,104). Los aminoalquil-polialcoxisilanos se describen en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,861,933; y los productos de condensación de aminas, poliaminas, y amidas con formaldehído, son enseñados en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,639,273. Los productos de reacción de Mannich de poliaminas con formaldehído y alquilfenoles, se describen en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,789,402, y las hexametilendiaminas etoxiladas y sus derivados son enseñadas en la Solicitud de Patente Europea Número 0 077,632 (82305420.0). Las aminas primarias, secundarias, y terciarias e imidazolinas grasas, sus productos de reacción con diferentes ácidos (incluyendo ácidos grasos) , jabones de metal, y otros diferentes compuestos, incluyendo los productos de reacción de resina, se describen en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,868,263. A pesar de estos desarrollos, existe una necesidad sentida durante mucho tiempo en la industria de- pavimentación, de promotores de adhesión relativamente económicos para utilizarse en mezcla caliente y en los asfaltos fluidificados, que sean efectivos cuando se empleen en emulsiones aniónicas. Por consiguiente, es un objeto de esta invención dar a conocer un método mejorado para mejorar la adhesión entre el asfalto y el agregado en emulsiones bituminosas aniónicas. Un objeto adicional de esta invención es dar a conocer mejores promotores de adhesión para utilizarse en emulsiones bituminosas.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Los objetivos de esta invención son satisfechos mediante la adición de promotores de adhesión de poliamidoami-na a emulsiones bituminosas aniónicas. Estas composiciones promotoras de adhesión se producen mediante la reacción de una mezcla de ácido graso de aceite de sebo monomérico y ácidos linoleicos polimerizados en una reacción de condensación con polialquilenpoliaminas . Las composiciones promotoras de adhesión de poliami-doamina preferidas se producen mediante la reacción de una mezcla de ácido graso de aceite de sebo monomérico y ácidos linoleicos polimerizados en una reacción de condensación con polialquilenpoliaminas y paraformaldehído . Estos productos para mejorar la adhesión entre el asfalto y el agregado son efectivos inclusive cuando se empleen con agregados altamente ácidos, tradicionalmente recalcitrantes. Los efectos de promoción de adhesión producidos mediante la adición de esta composiciones, se deben primariamente a su capacidad para emigrar hacia la interfase de asfalto/agregado, en donde las composiciones hidrofobizan la superficie del agregado, y la hacen repelente al agua. En adición, estas composiciones también incrementan la adhesión mediante la neutralización de algunas de las cargas negativas introducidas en el asfalto por el carácter aniónico del emulsificante .
DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA Las composiciones de poliamidoamina que son efectivas para mejorar la adhesión entre el asfalto y el agregado en emulsiones bituminosas aniónicas (asfalto) , son los productos de reacción formados mediante la reacción de condensación de : (A) del 50 al 80 por ciento en peso (% en peso) de una mezcla que comprende: 1) del 80 al 1 por ciento en peso de ácido graso de aceite de sebo monomérico, y 2) del 20 al 99 por ciento en peso de ácido linoleico polimerizado, con (B) del 50 al 20 por ciento en peso de polialquilenpo- liamina, y (C) hasta el 10 por ciento en peso de paraformaldehido . Las composiciones de poliamidoamina preferidas que son efectivas para mejorar la adhesión entre el asfalto y el agregado en emulsiones bituminosas aniónicas, son los productos de reacción formados mediante la reacción de condensación de: (A) del 50 al 70 por ciento en peso (% en peso) de una mezcla que comprende: 1) del 60 al 1 por ciento en peso de ácido graso de aceite de sebo monomérico, y 2) del 40 al 99 por ciento en peso de ácido linoleico polimerizado, con (B) del 50 al 30 por ciento en peso de polialquilenpo- liamina, y (C) hasta el 8 por ciento en peso de paraformaldehido . Se pueden lograr métodos mejorados para mejorar la adhesión entre el asfalto y el agregado en emulsiones bituminosas aniónicas, mediante la adición de estas composiciones de poliamidoamina a las emulsiones. El término "ácido graso de aceite de sebo" se refiere en general a la clase de productos que contienen el 90 por ciento o más de ácidos graso que se obtienen mediante el fraccionamiento de aceite de sebo crudo. Estos ácidos grasos son primordialmente una combinación de ácidos oleicos y linoleicos, con pequeñas cantidades de ácidos grasos saturados y otros ácidos grasos insaturados. Las impurezas comunes incluyen resina y materiales neutros. Los diferentes procesos para producir ácidos grasos de aceite de sebo monoméricos, y para producir ácidos linolei-eos polimerizados, son bien conocidos por los expertos en este campo. El libro Tall Oil and Its Uses II por E. E. McSweeney y colaboradores (publicado en 1987 por Pulp Chemicals Association) , es una excelente fuente de referencia con respecto a estos procesos.
Los ácidos linoleicos polimerizados que son adecuados para la práctica de esta invención incluyen ácidos diméricos de 36 átomos de carbono, homólogos policarboxílicos de más alto peso molecular (tales como ácidos triméricos de 54 átomos de carbono, ácidos tetraméricos de 72 átomos de carbono, etcétera), y combinaciones de los mismos. Se puede lograr una adhesión mejorada adicional entre el asfalto y el agregado en emulsiones bituminosas aniónicas, mediante el incremento del porcentaje del ácido dimérico de 36 átomos de carbono y de los homólogos policarboxílicos de más alto peso molecular utilizados en la reacción de condensación. Por ejemplo, los promotores de adhesión de poliamidoamina más preferidos, son los productos de reacción formados mediante la reacción de condensación de: (A) del 50 al 80 por ciento en peso de una mezcla que comprende : 1) del 1 al 5 por ciento en peso de ácido graso de aceite de sebo monomérico, 2) del 55 al 70 por ciento en peso de ácido dimérico de 36 átomos de carbono, y 3) del 25 al 40 por ciento en peso de un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en trímeros de 54 átomos de carbono, homólogos policarboxílicos de más alto peso molecular, y combinaciones de los mismos, con (B) del 50 al 20 por ciento en peso de polialquilenpo- liamina, y (C) hasta el 10 por ciento en peso de paraformaldehido . Las polialquilenpoliaminas que son adecuadas para utilizarse en estos métodos, tienen un peso molecular promedio en número en la escala de aproximadamente 60 a aproximadamente 500. Estas polialquilenpoliaminas incluyen, pero no se limitan a, las siguientes: aminoetiletanolamina, aminoetil-piperazina, dietilentriamina, trietilentetramina, tetraetilen-pentamina, hexaetilenheptamina, bis-aminopropilamina, pentame-tilendiamina, hidroxietilpiperazina, bis-hexametilentriamina, homólogos de más alto peso molecular, y combinaciones de los mismos . La inclusión de paraformaldehido en la reacción de condensación tiene un efecto mayor sobre los pesos moleculares de las composiciones de poliamidoamina resultantes. Por ejemplo, en donde no se utiliza paraformaldehido en la reacción de condensación, la composición del producto de reacción de poliamidoamina resultante debe tener un peso molecular promedio en número de menos de 2,500, para ser adecuada para utilizarse en los presentes métodos. Sin embargo, si se incluye paraformaldehido en la reacción de condensación, entonces las composiciones del producto de reacción de poliamidoamina resultantes, pueden tener pesos moleculares promedio en número mucho más altos (y están limitados solamente por la formación de geles inoperables) . Para los propósitos de la solicitud, se prefiere producir promotores de adhesión que estén en una forma líquida. Por consiguiente, puede ser necesario ajustar las viscosidades de ciertas formulaciones, mediante la adición de un solvente (un proceso bien dentro de la capacidad del experto) . Los solventes que son adecuados para utilizarse en los presentes métodos incluyen, pero no se limitan a, los siguientes: etilenglicol, dietilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, alcanolamina, y combinaciones de los mismos. Las alcanolaminas preferidas adecuadas para utilizarse como un solvente incluyen: monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, combinaciones de las mismas, y similares. La utilización de ciertas poliamidas de ácido dilinoleico (poliamidas fabricadas por General Mills, Inc., con el nombre comercial "VERSAMIDES" ) , como reductoras de viscosidad y mejoradoras de adhesión para emulsiones de asfalto aniónicas, ha sido descrita por right y Mertens en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,062,829. Sin embargo, se debe notar que estos productos estaban en la escala de peso molecular de 3,000 a 6,500. Además, estos productos: a) tenían que agregarse al asfalto fundido antes de la emulsificación, o b) tenían que ajustarse para obtener un número ácido de aproximadamente 85, y disol-verse en álcali antes de la adición a la fase acuosa continua antes de la emulsificación. En contraste, los promotores de adhesión derivados de ácidos dimérico de esta invención, son amidoaminas de ácido dimérico completamente reaccionadas obtenidas con un exceso de poliamina, basándose en el peso molecular y el en el número de grupos carboxilo en el ácido graso dimerizado precursor. Sus números ácidos son menores de 10, y no son solubles en álcali. Además, el peso molecular promedio es sustancialmente más bajo (menor de 2,500) que aquel de las poliamidas Versamide. Estas características permiten que se agreguen los presentes promotores a la emulsión terminada antes de aplicarse a los agregados, dando de esta manera una versatilidad mucho más deseada. Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar adicionalmente la presente invención, y no deben interpretarse como limitantes de la invención de ninguna manera . EJEMPLO 1 Se produjo una composición promotora de adhesión de poliamidoamina por medio del siguiente método. Un matraz de tres cuellos, de 2 litros, limpio, y equipado con agitador, termómetro y condensador de reflujo, con trampa Dean-Stark, se cargó con 100 partes en peso de una mezcla de poliamina (consistente principalmente en trietilentetramina y aminoetil-piperazina) , y de 100 a 150 partes en peso del DIMERO 1500 (una mezcla de ácido linoleico polimerizada, comercialmente disponible en Westvaco, Inc., consistente en ácido dimérico, ácido trimérico, y pequeñas cantidades de ácido tetramérico) . Los reactivos se calentaron a 240-260°C hasta que se recolectó toda el agua de la condensación (de 3 a 6 horas) . La composición de poliamidoamina resultante se enfrió a 120°C y se descargó. (si se deseara una versión menos viscosa de la misma composición, el producto se podía diluir a esta températura con una cantidad suficiente de etilenglicol, dietilenglicol, o trietanolamina) . El promotor de adhesión resultante es referido posteriormente en la presente como AP#l. EJEMPLO 2 Se produjo una composición promotora de adhesión de poliamidoamina por medio del siguiente método. Un matraz de tres cuellos, de 2 litros, limpio, equipado con agitador, termómetro, y condensador de reflujo, con una trampa Dean- Stark, se cargó con 100 partes en peso de tetraetilenpentami-na, y 100 a 150 partes en peso de DIMERO 1500 (una mezcla de ácido linoleico polimerizado consistente en ácido dimérico, ácido trimérico, y pequeñas cantidades de ácido tetramérico, comercialmente disponible en Westvaco, Inc.). Los reactivos se calentaron a 240-260°C hasta que se recolectó toda el agua de la condensación (de 3 a 6 horas) . La composición de poliamidoamina resultante se enfrió a 120°C y se descargó. El promotor de adhesión resultante es referido posteriormente en la presente como AP#2. EJEMPLO 3 Este ejemplo ilustra los métodos de la invención que utilizan los promotores de adhesión anteriormente mencionados en emulsiones de asfalto aniónicas preparadas con un jabón sódico de aceite de sebo (M28B) , que se combinaron con agregado de granito de Georgia, o grava de río de cuarzita de Carolina del Sur. Se preparó una emulsión a partir de asfalto AMOCO EB-20 ó asfalto de penetración EXXON 120/150 con un residuo de asfalto de 65 por ciento, utilizando el 0.8 por ciento de jabón de aceite de sebo (basándose en el peso de la emulsión) a un pH de 11.5. La emulsión se dejó enfriar a 140°C a cuya temperatura se agregó el promotor de adhesión (generalmente el 0.3 por ciento basándose en el peso de la emulsión) , a la emulsión, y se mantuvo a esta temperatura durante cuando menos 1 hora. Entonces se mezcló con el agregado retenido sobre un tamiz de 4.75 milímetros o de 2.38 milímetros (tamiz estándar de los Estados Unidos No. 4 ó No. 8) . Se utilizó suficiente emulsión para lograr un recubrimiento uniforme del agregado. Las mezclas se dejaron secar durante 2 días a la temperatura ambiente. Para determinar el funcionamiento de los promotores de adhesión respectivos, las mezclas curadas se colocaron en un recipiente que se introdujo en agua en ebullición durante 10 minutos. Después de que se removió el recipiente, se extendió el agregado sobre una toalla de papel absorbente, y se dejó enfriar. El porcentaje de recubrimiento de asfalto retenido sobre el agregado se juzgó visualmente después de 5 colocar la muestra en una charola de vidrio superficial llenada con agua fría, e iluminando las superficies de agregado recubierto con una lámpara de 60 watts. Los resultados de la evaluación se mencionan en la siguiente Tabla I. TABLA 1 Evaluación de los Promotores de Adhesión con Emulsiones de Asfalto Aniónicas. con Granito y Cuarzita i Q Aditivo Composición I AsfaIlo2 Dosificación %3 Recubrimiento %4 D CONTROL-INDULIN AS 0.3 40 30 AP#1 DIMERO 1500-Mczcla de amina A 0.3 90 80 (150: 100) Control-Sin Promotor AP#1 DIMERO 1500-Mczcla de amina B 0.3 95 95 (150: 100) AP#2 DIMERO 1500-TEPA 0.3 95 95 (162.5: 100) 25 INDULIN AS: Amidoamina basada en ácido graso de aceite de sebo convencional comercialmente disponible en Westvaco, Inc. DIMERO 1500: Acido linoleico polimerizado consistente en del 60 al 65 por ciento de ácido dimérico, y del 30 al 40 por ciento de ácido trimérico, comercialmente disponible en Westvaco, Inc. Mezcla de Amina: Consistente principalmente en trietilen- tetramina y aminoetilpiperazina. TEPA: Tetraetilenpentamina. Asfalto: (A) AMOCO EB-20 comercialmente disponible en Amoco, Inc. (65 % de resi- dúos) . (B) EXXON 120/150 comercialmente disponible en Exxon, Inc. (65% de residuos) . Basándose en el peso de la emulsión. Emulsificante de aceite de sebo (M28B) al 0.8 por ciento con un pH de 11.5. Después de que se suspendió el agregado recubierto en agua en ebullición durante 10 minutos. Agregado: (C) Granito retenido sobre un tamiz de 4.75 milímetros (Tamiz No. 4).
(D) Grava de río de cuarzita retenida sobre un tamiz de 4.75 mm. (Tamiz No. 4) . Los resultados mencionados en la Tabla 1 anterior, muestran claramente la mayor eficiencia de los métodos, utilizando los promotores de adhesión novedosos descritos en la presente, especialmente al compararse con promotores de adhesión convencionales . EJEMPLO 4 Empleando los procedimientos de evaluación descritos en el Ejemplo 3 anterior, se condujeron una serie de pruebas para demostrar la eficiencia de los promotores de adhesión de esta invención, preparados a partir del DIMERO 1500 en emulsiones aniónicas de fraguado lento, preparadas con INDULIN SAL (un amidoamina basada en ácido graso de aceite de sebo comercialmente disponible en Westvaco, Inc.) . Las emulsiones se prepararon utilizando tanto asfalto AC-20 (obtenido en Nuevo México) , y asfalto AMOCO EB-20 con el 60 por ciento de residuos y a un pH de 11.5. Las concentraciones de emulsifi-cante fueron del 3 por ciento. Los resultados se muestran en la siguiente Tabla II: TABLA II Evaluación de los Promotores de Adhesión con Emulsión de Asfalto Aniónica. de Fraguado Lento, y Granito o Cuarzita Aditivo Composición 1 A?lal(o2 DoMficacióp %3 Recubrimiento %4 C D CONTROL-Sin Promotor ? 0 5 5 AP#1 DIMERO I500-Me¿cla ?lc amina A 0.3 50 50 (150: 100) Conlrol-Sin Promotor AIW1 DIMERO 1500-Mc.c ulc amina ü 0.3 65 40 (150: 100) DIMERO 1500: Acido linoleico polimerizado consistente en del 60 al 65 por ciento de ácido dimérico, y del 30 al 40 por ciento de ácido trimérico, comercialmente disponible en Westvaco, Inc. Mezcla de Amina: Consistente principalmente en trietilen- tetramina y aminoetilpiperazina. Asfalto: A) AC-20 de Nuevo México (60 % de residuos) . (B) AMOCO EB-20 comercialmente disponible en AMOCO, Inc. (60% de residuos) . 3. Basándose en el peso de la emulsión. Emulsificante de aceite de sebo (M28B) al 0.8 por ciento con un pH de 11.5. Emulsificante INDULIN SAL (una amidoamina basada en ácido graso de aceite de sebo convencional comercialmente disponible en Westvaco, Inc.) al 3.0 por ciento con un pH de 11.5. 4. Después de que se suspendió el agregado recubierto en agua en ebullición durante 10 minutos. Agregado: (C) Granito retenido sobre un tamiz de 4.75 milímetros (Tamiz No. 4). (D) Grava de río de cuarzita retenida sobre un tamiz de 4.75 milímetros (Tamiz No. 4) . Los resultados mencionados en la Tabla II muestran claramente la eficiencia de los Métodos, empleando los promotores de adhesión novedosos descritos en la presente. Aunque las emulsiones aniónicas de fraguado lento preparadas con INDULIN SAL muestran en general una estabilidad mixta muy buena con agregados altamente reactivos tales como granito o cuarzita. Sin embargo, es muy difícil retener el recubrimiento de asfalto sobre el agregado cuando las mezclas secas se someten a la prueba de agua en ebullición. EJEMPLO 5 Se produjo un promotor de adhesión de poliamidoamina por medio del siguiente método. Un matraz de tres cuellos, de 2 litros, limpio, equipado con agitador, termómetro y condensador de reflujo, con una trampa Dean-Stark, se cargó con 100 partes de una mezcla de poliamina principalmente consistente en trietilentetramina y aminoetilpiperazina, y 150 partes en peso de DTC-195 (una mezcla que contiene aproximadamente el 5 por ciento de ácido graso de aceite de sebo, y aproximadamente el 95 por ciento de ácido dimérico/trimérico que está comercialmente disponible en Westvaco, Inc) . La mezcla de reacción se calienta a 240-260°C, y se mantiene a esta temperatura hasta que se haya recolectado toda el agua de la condensación (de 2 a 4 horas) . El producto se enfrió a 120°C, y se descargó. El promotor de adhesión resultante es referido posteriormente en la presente como AP#3. EJEMPLO 6 Se produjo un promotor de adhesión de poliamidoamina por medio del siguiente método. Un matraz de tres cuellos, de 2 litros, limpio, equipado con agitador, termómetro y condensador de reflujo, con una trampa Dean-Stark, se cargó con 100 partes de una mezcla de poliamina principalmente consistente en trietilentetramina y aminoetilpiperazina, y 125 partes en peso de DTC-155 (una mezcla que contiene aproximadamente el 50 por ciento de ácido graso de aceite de sebo, y aproximadamente el 50 por ciento de ácido dimérico/trimérico que está comercialmente disponible en Westvaco, Inc) . La mezcla de reacción se calienta a 240-260°C, y se mantiene a esta temperatura hasta que se haya recolectado toda el agua de la condensación (de 2 a 4 horas) . El producto se enfrió a 120°C, y se descargó. El promotor de adhesión resultante es referido posteriormente en la presente como AP#4. EJEMPLO 7 Se produjo un promotor de adhesión de poliamidoamina por medio del siguiente método. Un matraz de tres cuellos, de 2 litros, limpio, equipado con agitador, termómetro y condensador de reflujo, con una trampa Dean-Stark, se cargó con 100 partes de una mezcla de poliamina principalmente consistente en trietilentetramina y aminoetilpiperazina, 150 partes en peso de DTC-155 (una mezcla que contiene aproximadamente el 50 por ciento de ácido graso de aceite de sebo, y aproximadamente el 50 por ciento de ácido dimérico/trimérico que está comer-cialmente disponible en Westvaco, Inc) . y 15 partes de paraformaldehido . La mezcla de reacción se calienta a 240-260°C, y se mantiene a esta temperatura hasta que se haya recolectado toda el agua de la condensación (de 2 a 4 horas) . El producto se enfrió a 120°C, y se descargó. El promotor de adhesión resultante es referido posteriormente en la presente como AP#5. EJEMPLO 8 Se produjo un promotor de adhesión de poliamidoamina por medio del siguiente método. Un matraz de tres cuellos, de 2 litros, limpio, equipado con agitador, termómetro y conden-sador de reflujo, con una trampa Dean-Stark, se cargó con 100 partes de una mezcla de poliamina principalmente consistente en trietilentetramina y aminoetilpiperazina, 150 partes en peso de DTC-155 (una mezcla que contiene aproximadamente el 50 por ciento de ácido graso de aceite de sebo, y aproximadamente el 50 por ciento de ácido dimérico/trimérico que está comercialmente disponible en Westvaco, Inc) . y 10 partes de paraformaldehido. La mezcla de reacción se calienta a 240-260°C, y se mantiene a esta temperatura hasta que se haya recolectado toda el agua de la condensación (de 2 a 4 horas) . El producto se enfrió a 120°C, y se descargó. El promotor de adhesión resultante es referido posteriormente en la presente como AP#6. EJEMPLO 9 Se produjo un promotor de adhesión de poliamidoamina por medio del siguiente método. Un matraz de tres cuellos, de 2 litros, limpio, equipado con agitador, termómetro y condensador de reflujo, con una trampa Dean-Stark, se cargó con 100 partes de una mezcla de poliamina principalmente consistente en trietilentetramina y aminoetilpiperazina, 50 partes de L-5 (una mezcla de ácido graso de aceite de sebo que está comercialmente disponible en Westvaco, Inc) , 150 partes en peso de DTC-155 (una mezcla que contiene aproximadamente el 50 por ciento de acido graso de aceite de sebo, y aproximadamente el 50 por ciento de ácido dimérico/trimérico que está comer-cialmente disponible en Westvaco, Inc) . y 10 partes de paraformaldehido . La mezcla de reacción se calienta a 240-260°C, y se mantiene a esta temperatura hasta que se haya recolectado toda el agua de la condensación (de 2 a 4 horas) . El producto se enfrió a 120°C, y se descargó. El promotor de adhesión resultante es referido posteriormente en la presente como AP#7. EJEMPLO 10 Empleando los procedimientos de evaluación descritos en el Ejemplo 3 anterior, se condujeron una serie de pruebas para demostrar el mejor funcionamiento de los promotores de adhesión de esta invención, evaluados en una emulsión preparada a partir de asfalto de penetración Exxon 120/150 en combinación con granito y grava de río de cuarzita. Los resultados de la evaluación se resumen en la siguiente Tabla III.
TABLA III Evaluación de los Promotores de Adhesión en Emulsiones de Asfalto Aniónicas. en Combinación con Granito o Cuarzita ?dilivn Cmnpo.sici nl Dosificación %2 Recubrimiento %3 ? 13 CONTROL-Sin Promotor 15 ?IVO DTC 195-Mc ?k? de ainina 0.3 R5 50 (150:100) ?P#4 DTC 155-Mc,.cl¡? de «niiiiii 0.3 «5 55 (125:100) AP#5 DTC l55- c/._la.lca???¡na 0.3 !K) 70 (150:100:15) ?G#'6 DTC 155-Mczcfc?lcii?m?n-PF? 0.3 X5 80 (150:100:10) ?P#7 DTC ISS-L-S-Miv Uidcnmii i-PFA 0.3 'JO XI) (100:50:100:10) DTC-195: Una mezcla de aproximadamente el 5 por ciento de ácido graso de aceite de sebo y aproximadamente el 95 por ciento de ácido dimérico/trimérico comercialmente disponible en Westvaco, Inc. DTC-155: Una mezcla de aproximadamente el 50 por ciento de ácido graso de aceite de sebo y aproximadamente el 50 por ciento de ácido dimérico/trimérico comercialmente disponible en Westvaco, Inc. Mezcla de Amina: Consistente principalmente en trietilen- tetramina y aminoetilpiperazina. L-5: Una mezcla de ácido graso de aceite de sebo comercialmente disponible en Westvaco, Inc. PFA: Paraformaldehido. 2. Basándose en el peso de la emulsión. Emulsificante de aceite de sebo (M28B) al 0.8 por ciento con un pH de 11.5. 3. Después de que se suspendió el agregado recubierto en agua en ebullición durante 10 minutos. Agregado: (A) Granito retenido sobre un tamiz de 4.75 milímetros (tamiz No. 4). (B) Grava de río de cuarzita retenida sobre un tamiz de 4.75 milímetros (tamiz No. 4) . Los resultados mencionados en la Tabla III muestran claramente la eficiencia de los métodos, utilizando los promotores de adhesión novedosos dados a conocer en la presente. Se debe poner atención al mejor funcionamiento de las amidoaminas preparadas en la presencia de paraformaldehido (que hace que estos promotores preferidos sean extremadamente efectivos cuando se combinan las emulsiones con la difícil grava de río de cuarzita) . Está claro que las composiciones promotoras de adhesión novedosas descritas en la presente, lograron resulta-dos superiores al compararse con los promotores de adhesión convencionales utilizados para las composiciones de asfalto/agregado. Un experto en este campo podrá pensar en muchas modificaciones y variaciones de la presente invención a la luz de la enseñanza anterior. Por consiguiente, se entiende que el alcance de la invención no debe limitarse por la descripción anterior, sino más bien debe definirse por las reivindicaciones adjuntas a la presente.

Claims (12)

  1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la invención que antecede, se considera como una novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un método mejorado para incrementar la adhesión entre el asfalto y el agregado en emulsiones bituminosas aniónicas, caracterizado porque la mejora comprende la adición a la emulsión de una composición que comprende a los productos de reacción de condensación de poliamidoamina de: (A) del 50 al 80 por ciento en peso de una mezcla que comprende : 1) del 80 al 1 por ciento en peso de ácido graso de aceite de sebo monomérico, y 2) del 20 al 99 por ciento en peso de ácido linoleico polimerizado, con (B) del 50 al 20 por ciento en peso de polialquilenpo- liamina, y (C) hasta el 10 por ciento en peso de paraformaldehido .
  2. 2. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación l, caracterizado porque la composición comprende a los productos de reacción de condensación de poliamidoamina de: (A) del 50 al 70 por ciento en peso de una mezcla que comprende: 1) del 60 al 1 por ciento en peso de ácido graso de aceite de sebo monomérico, y 2) del 40 al 99 por ciento en peso de ácido linoleico polimerizado, con (B) del 50 al 30 por ciento en peso de polialquilenpo- liamina, y (C) hasta el 8 por ciento en peso de paraformaldehido .
  3. 3. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la composición cómprende a los productos de reacción de condensación de poliamidoamina de : (A) del 50 al 80 por ciento en peso de una mezcla que comprende : 1) del 1 al 5 por ciento en peso "de ácido graso de aceite de sebo monomérico, 2) del 55 al 70 por ciento en peso de ácido dimérico de 36 átomos de carbono, y 3) del 25 al 40 por ciento en peso de un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en trímeros de 54 átomos de carbono, homólogos policarboxílicos de más alto peso molecular, y combinaciones de los mismos, con (B) del 50 al 20 por ciento en peso de polialquilenpo- liamina, y (C) hasta el 10 por ciento en peso de paraformaldehido .
  4. 4. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido linoleico polimerizado es un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en ácidos diméricos de 36 átomos de carbono, ácidos trimétricos de 54 átomos de carbono, ácidos tetraméricos de 72 átomos de carbono, homólogos policarboxílicos de más alto peso molecular, y combinaciones de los mismos.
  5. 5. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la polialquilenpoliami-na es un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en aminoetiletanolamina, aminoetilpiperazina, dietilentriami-na, trietilentetramina, tetraetilenpentamina, hexaetilenhepta-mina, bis-aminopropilamina, pentametilendiamina, hidroxietil-piperazina, bis-hexametilentriamina, homólogos de más alto peso molecular, y combinaciones de los mismos.
  6. 6. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la polialquilenpoliami-na tiene un peso molecular promedio en número en la escala de aproximadamente 60 a aproximadamente 500.
  7. 7. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la composición se dispersa en un solvente seleccionado a partir del grupo que consiste en etilenglicol, dietilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, alcanolamina, y combinaciones de los mismos.
  8. 8. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 7, caracterizado porque la alcanolamina es un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en monoe-tanolamina, dietanolamina, trietanolamina, y combinaciones de las mismas.
  9. 9. La composición de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1.
  10. 10. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque no se incluye paraformaldehido en la reacción de condensación.
  11. 11. La composición de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 10.
  12. 12. La composición de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 11, caracterizada porque la composición tiene un peso molecular promedio en número menor de 2,500.
MXPA/A/1997/006996A 1996-09-24 1997-09-12 Promotores de adhesion para emulsiones bituminosasanionicas MXPA97006996A (es)

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