PT1979542E

PT1979542E - Balastro bem como processo para a preparação de balastros

Info

Publication number: PT1979542E
Application number: PT07702707T
Authority: PT
Inventors: Andreas Hoffmann; Heinz-Dieter Ebert; Bert Klesczewski
Original assignee: Bayer Materialscience Ag
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2010-06-07
Also published as: JP5111395B2; AU2007211646B2; US8715778B2; EP1979542A1; AU2007211646B8; BRPI0706666B1; CN101370983A; EG25259A; DE502007003467D1; ZA200806134B; CY1110045T1; RU2431008C2; SI1979542T1; CA2637528A1; KR101361963B1; ES2342214T3; WO2007087976A1; KR20080091815A; PL1979542T3; AU2007211646A1

Description

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DESCRIÇÃO "BALASTRO BEM COMO PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE BALASTROS" A presente invenção refere-se a balastro, bem como ao processo para a preparação de balastros com uma elevada estabilidade e longo tempo de vida útil para vias ferroviárias e construção de estradas e sistemas de diques com brita e espumas de poliuretano à base de uma mistura reaccional de poliisocianatos seleccionados e compostos seleccionados com grupos reactivos aos grupos isocianato.

Nos últimos anos, tem crescido muito o esforço a que estão sujeitos os balastros para aplicação em vias ferroviárias e rodoviárias. A causa reside seguramente no aumento generalizado da mobilidade de pessoas e bens. Especialmente no que se refere ao trânsito ferroviário, há cada vez mais comboios a deslocar-se com velocidade e carga cada vez maiores. Estes impulsos axiais cada vez maiores são transferidos pelos carris e travessas até aos balastros. Ao longo do tempo vai-se alteranto a configuração das pedras e cada uma roda, assenta e desgasta-se de forma que a posição dos carris sofre alterações e torna-se necessário proceder a reparações caras e morosas com regularidade.

No passado foram já descritos vários processos diferentes de consolidação de balastros recorrendo a plásticos (DD86201, DE-A 2063727, DE-A 2305536, DE-A 3941142, DE-A 19711437, DE-A 19651755, DE-A 3821963, DE-A 19811838, JP-A 08157552).= 2 A DE-A2063727 descreve um processo de redução de deformações laterais da via por meio de forças de deslocação lateral. Neste caso, o aglutinante é pulverizado no leito do balastro sob a forma de um plástico altamente viscoso, colando-se a brita na posição é aplicada. Em alterantiva, é possivel realizar uma colagem plana da brita por meio de injecção do aglutinante sob a forma de uma resina sintética de 2 componentes.

Na DE-A 2305536 é descrito um processo de elevação das travessas e superfícies rodoviárias por meio da aplicação de um elemento expansor que fica consolidado após a aplicação. Trata-se por exemplo de um plástico de componentes múltiplos, por exemplo espuma de poliuretano. A aplicação de plástico liquido é efectuada por meio de uma cabeça de enchimento através de um orifício na travessa. A JP-A 8157552 descreve a preparação de resinas de poliuretano que curam na presença de humidade e são empregues na estabilização de aglomerados de pedra. As resinas de poliuretano são preparadas recorrendo a poliisocianatos aromáticos, poliéteres monofuncionais e poliéteres iniciados com amino e são aplicadas por pulverização. A GB2361 731 descreve um processo de consolidação dos balastros recorrendo a espumas de poliuretano elásticas. Os índices de OH dos poliéteres ou as características das misturas reaccionais não são mencionados. A US 4 114 382 divulga composições de espuma de poliuretano para a fixação de pedra ou carvão. Os poliéterepolióis utilizados apresentam um índice de OH superior a 300. 3 É comum a todos os processos conhecidos a utilização de balastros que só pode ser estabilizada de modo pouco selectivo, com ajuda de plásticos. Além disso, os processos descritos retrocedem nalguns casos para técnicas de aplicação relativamente complicadas. O objectivo da presente invenção consiste assim em disponibilizar um processo aperfeiçoado para a preparação de balastros que possibilite uma estabilização da brita e simultaneamente proporcione um tempo de vida útil longo. O objectivo de acordo com a presente invenção foi surpreendentemente atingido com a apresentação do processo de acordo com a presente invenção seguidamente descrito. 0 objecto da invenção consiste num processo para a preparação de balastros para a construção de vias ferroviárias e rodoviárias e sistemas de diques em que 1. Brita de balastro é espalhada para formar o balastro e 2. Entre a brita espalhada aplica-se uma mistura reaccional para a preparação de uma espuma de pu uma espuma de poliuretano, obtendo-se a mistura reaccional a partir de a. um ou vários compostos de isocianato do grupo constituído por poliisocianatos com um teor de NCO entre 28 e 50% em peso e pré-polímeros de NCO com um teor de NCO entre 10 e 48% em peso de poliisocianatos com um teor de NCO entre 28 e 50% em peso e poliéterpolióis com um índice de hidroxilo de 6 a 112, polioxialquilenodióis com um índice de hidroxilo de 113 a 1100 ou alquilenodióis com um índice de hidroxilo de 645 a 1850 ou misturas destes e 4 b. um componente poliol constituído por um ou vários polieterpolióis com um índice de hidroxilo de 6 a 112 e uma funcionalidade de 1,8 a 8 na presença de c. 0 a 26% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) , um ou vários agentes de extensão da cadeia com um índice hidroxilo ou amina de 245 a 1850 e uma funcionalidade de 1,8 a 8, d. 0,05 a 5% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um agente propulsor, e. 0 a 5% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários catalisadores, f. 0 a 50% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários agentes de carga e g. 0 a 25% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários adjuvantes e/ou aditivos, situando-se o índice da mistura reaccional entre 70 e 130. . índice designa a razão de equivalentes dos grupos NCO para os grupos OH e grupos NH multiplicado por 100. Assim, por exemplo um índice de 110 significa que existem para um grupo OH ou grupos NH reactivos 1,1 grupos NCO reactivos dos compostos de isocianato ou para um grupo NCO reactivo dos compostos de isocianato existem 0,91 de grupos OH ou grupos NH reactivos.

Os componentes para a preparação das espumas de poliuretano são empregues numa proporção de mistura que proporciona uma mistura homogénea dos componentes, em especial no caso da utilização de máquinas de alta pressão. 5

Com a utilização de máquinas de alta pressão é possível processar mesmo sistemas de PUR re reacção rápida e assim realizar um processo económico. A utilização das matérias-primas seguidamente descritas em pormenor permite ainda ajustar na perfeição as características de processamento dos sistemas de PUR de acordo com os requisitos. Assim é realizável uma transformação parcial em espuma do balastro com aplicação da técnica de moldagem como método de aplicação. Além disso, é possível fazer variar as características emcânicas das espumas de poliuretano utilizadas dentro de amplos limites. A vantagem das espumas de PUR utilizadas reside nas boas forças de compressão vertical (com 10% de compressão) (> 10,0 N) boa resistência à compressão (com 10% de compressão) (^> 10,0 kPa) e resistência à tracção (^ 0,1 MPa) com reduzida deformação remanescente (DVR (40%, 25 °C, 5 min) ^ 0,01%).

As espumas de poliuretano são preparadas de preferência na presença de agentes de extensão de cadeia e catalisadores. Neste caso utiliza-se de preferência catalisadores que possuem grupos hidroxilo e/ou amino primários e/ou secundários. Os poliuretanos obtidos desta forma apresentam um comportamento de emissão melhor e caracterizam-se, após a extração do solvente (por exemplo, água) por uma reduzida fracção de componentes mobilizáveis. As espumas de poliuretano de acordo com a presente invenção podem eventualmente conter ainda agentes de carga conhecidos da química dos poliuretanos bem como adjuvantes e aditivos.

Um outro objecto da presente invenção consiste em balastros de espuma de poliuretano e brita de balastro. 6 caracterizado por a espuma de poliuretano que se encontra entre a brita do balastro ser feita de a. um ou vários compostos de isocianato do grupo constituído por poliisocianatos com um teor de NCO entre 28 e 50% em peso e pré-polímeros de NCO com um teor de NCO entre 10 e 48% em peso de poliisocianatos com um teor de NCO entre 28 e 50% em peso e poliéterpolióis com um índice de hidroxilo de 6 a 112, polioxialquilenodióis com um índice de hidroxilo de 113 a 1100 ou alquilenodióis com um índice de hidroxilo de 645 a 1850 ou misturas destes e b. um componente poliol constituído por um ou vários polieterpolióis com um índice de hidroxilo de 6 a 112 e uma funcionalidade de 1,8 a 8 na presença de c. 0 a 26% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) , um ou vários agentes de extensão da cadeia com um índice hidroxilo ou amina de 245 a 1850 e uma funcionalidade de 1,8 a 8 e d. 0, 05 a 5% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um agente propulsor, e. 0 a 5% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários catalisadores, f. 0 a 50% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários agentes de carga e g. 0 a 25% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários adjuvantes e/ou aditivos, 130. 7 situando-se o índice da mistura reaccional entre 70 e A mistura reaccional para a preparação da espuma de poliuretano foi concebida, relativametne ao processamento, de forma que é possível empregar uma técnica de aplicação simples (por exemplo moldagem) Por exemplo, é possível executar uma formação parcial de espuma do balastrao por meio de um ajuste adequado da mistura reaccional. Uma formação parcial de espuma permite por um lado o reforço selectivo em zonas especialmente sobrecarregadas do balastro (por exemplo curvas, áreas de transferência de carga) e permite por outro lado o escoamento desimpedido de líquidos, como por exemplo água. Uma reacção demasiado lenta conduziria a que a mistura reaccional escorresse para o solo ou zonas laterais do leito do balastro. Uma reacção demasiado rápida faria com que a mistura reaccional não chegasse a uma profundidade suficiente do balastro. Por exemplo, para um sistema ferroviário com cerca de 40 cm de altura do balastro, o tempo de início da mistura reaccional deve ser entre 1 e 15 segundos, de preferência 1 a 5 segundos e o tempo de consolidação (tempo de cura) 15 a 45 segundos, de preferência 15 a 30 segundos, sendo possíveis tempos de consolidação mais longos mas indesejáveis do ponto de vista ambiental. A espuma de poliuretano utilizada deve apresentar uma força de compressão vertical (com 10% de compressão) de pelo menos 10,0 N, uma resistência à compressão (com 10% de compressão) de pelo menos 10,0 kPa e uma resistência à tracção de pelo menos 0,1 MPa. Além disso, deve apresentar preferencialmente uma deformação remanescente à pressão (DVR) (40%, 25 °C, 5 min) máxima 0,01% e uma boa 8 estabilidade à intempérie e à hidrólise. A espuma de poliuretano utilizada deve ainda destacar-se por uma percentagem de componentes emitiveis ou mobilizáveis o menor possível.

Os poliisocianatos utilizados a) são poliisocianatos (ciclo)alifáticos ou aromáticos. De preferência, são diisocianato de toluileno, diisocianatos e/ou poliisocianatos da série dos difenilmetanos, que apresentam um teor de NCO entre 28 e 50% em peso. Entre estes contam-se misturas líquidas à temperatura ambiente e eventualmente modificadas em conformidade de difenilmetano 4,4'-diisocianato com difenilmetano 2,4'-diisocianato e em menor escala eventualmente difenilmetano 2,2'-diisocianato. São também adequadas misturas de poliisocianato da série dos difenilmetanos líquidos à temperatura ambiente que contêm os seus homólogos superiores conjuntamente com os isómeros mencionados e que são acessíveis de modo conhecido, por meio de fosgenação de condensados de anilina/formaldeído. São também adequados grupos uretano ou carbodiimida e/ou grupos alofanato ou produtos da modificação com grupos biuret destes diisocianato e poliisocianatos. São igualmente adequados como componente a) os pré-polímeros NCO que contêm um teor de NCO de 10 a 48% em peso. São preparados a partir dos poliisocianatos e poliéterpolióis mencionados, com um índice de hidroxilo de 6 a 112, polioxialquilenodióis com um índice de hidroxilo de 113 e 1100 ou alquileno dióis com um índice de hidroxilo de 645 a 1850 ou misturas destes.

No caso dos componentes b), estes são poli-hidrox+ilicos poliéteres que podem ser preparados de modo 9 conhecido, por meio de poliadição de óxidos de alquileno em compostos de arranque polifuncionais, na presença de catalisadores. São preferidos os poli-hidroxi poliéteres de um composto de partida com uma médiadd e 12 a 8 átomos de hidrogénio activos e um ou vários óxidos de alquileno. Os compostos de partida preferidos são moléculas com dois a oito grupos hidroxilo por molécula como água etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, trietilenglicol, tripropilenglicol, 1,4-butandiol, 1,6-hexandiol, trietanolamina, glicerin,a trimetilolpropan, pentaeritrito, sorbite e sacarose. Os compostos de partida podem ser utilizados isoladamente ou misturados. Os polióis b) são preparados a partir de um ou vários óxidos de alquileno. Os óxidos de alquileno utilizados de preferência são oxiran, metiloxiran e etiloxiran. Estes podem ser utilizados isoladamente ou misturados. No caso da utilização em mistura é possível fazer reagir os óxidos de alquileno estatisticametne e/ou por blocos. São igualmente adequados os poli-hidroxi poliéteres de elevado peso molecular, nos quais os poliaductos ou policondensados ou polimerisados se encontram em forma de dispersão fina, dissolvidos ou exxertados. Estes compostos de poli-hidroxilo modificados são obtidos por exemplo por meio de reacções de poliadição (por exemplo reacções entre poliisocianato e compostos aminofuncionais) ou reacções de oplicondensação (por exemplo entre formaldeído e fenóis e/ou aminas) in sítu nos compostos com grupos hidroxilo b) (como descrito, por exemplo, na DE-AS 1 168 075). Também os compostos de poli-hidroxilo modificados por meio de polimerizados de vinilo, tal como são obtidos, por exemplo por meio de polimerização de estireno e acrilnitrilo na 10 presença de poliéteres (por exemplo de acordo com a US-PS 3 383 351), são apropriados para o processo de acordo com a presente invenção como componente poliol b). Os agentes do componente b) mencionado encontram-se descritos por exemplo no Kunststoff-Handbuch, Band VII "Polyurethane", 3. Auflage, Cari Hanser Verlag, Munique / Viena, 1993, páginas 57 - 67 ou páginas 88 - 90.

Utiliza-se preferencialmente como componente poliol b) um ou vários éteres de poli-hidroxilo, com um índice de hidroxilo de 6 a 112, de preferência 21 a 56 e uma funcionalidade de 1,8 a 8, de preferência de 1,8 a 6. São adequados como agentes de extensão da cadeia c) aqueles com um índice de hidroxilo ou de amina entre 245 e 1850 e cuja funcionalidade se situa entre 1,8 e 8, de preferência 1,8 a 3. Podem-se citar a título de exemplo etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, 1,4-butandiol, 1,6-hexandiol, trietanolamina, glicerina, trimetilolpropano e produtos da alquilação de cadeia curta. Utiliza-se preferencialmente o componente c) numa quantidade entre cerca de 0 e 26% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g). São utilizados com especial preferência etilenglicol, 1,4-butandiol, o produto da propoxilação de trimetilolpropano (índice de OH: 550) bem como misturas de trietanolamina e diisopropanolamina (índice de OH: 1160) .

Pode-se utilizar como propulsor d) tanto propulsores físicos como água. Os propulsores d) físicos são 1,1-difluoretano (HFC-152a), 1,1,1,2-tetrafluoretano (HFC-134a), 1,1,1,2,3,3,3,-heptafluorpropano (HFC-227ea), 1,1,1,3,3-pentafluorpropano (HFC-245fa), 1,1,1,3,3- 11 pentafluorbutano (HFC-365mfc), n-pentano, i-pentano, hexano e misturas destes. Com especial preferência utiliza-se água como componente d) . Os propulsores podem ser utilizados individualmente ou em combinação e encontram-se em quantidades de 0,05 a 5% em peso, com especial preferência em quantidades de 0,3 a 3,5% em peso relativamente aos componentes da reacção b) a g). A reacção lenta entre grupos isocianato e grupos hidroxilo pode ser acelerada mediante a adição de um ou vários catalisadores e) . Entre estes contam-se especialmente aminas terciárias do tipo conhecido em si, por exemplo trietilamina, tributilamina, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina, N-cocomorfolina, Ν,Ν, N',N'-tetrametiletilendiamina, 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano, N-metil-N'-dimetilaminoetilpiperazina, N,N-dimetilciclohexilamina, N,N,N',N'-tetrametil-1,3-butandiamina, N,N-dimetilimidazol-B-feniletilamina, 1,2-dimetilimidazol, éter bis(2-dimetilaminoetil) ou 2-metilimidazol. Podem também ser utilizados isoladamente ou em combinação com as amians terciárias catalisadores metálicos orgânicos , como catalisadores de bismuto orgânicos, como por exemplo neodecanoato de bismuto-(III) ou catalisadores de estanho orgânicos, como por exemplo sais de estanho (II) de ácidos carboxílicos, como acetato de estanho-(II), octoato de estanho-(II), etil-hexoato de estanho-(II) e laurato de estanho-(II) e os sais de dialquilestanho de ácidos carboxílicos, como por exemplo diacetato de dibutilestanho, dialurato de dibutilestanho, maleato de dibutilestanho ou diacetato de dioctilestanho. Utiliza-se de preferência catalisadores que possuem grupos hidroxilo e/ou amino primários e/ou secundários. Entre 12 estes contam-se tanto aminas incorporáveis como catalisadores metálicos orgânicos incorporáveis do tipo conhecido em si, por exemplo N-(3-dimetilaminopropil)-N, N-diisopropanolamina, éter N,N,N'-trimetil-N'-hidroxietil-bisaminoetilico, tetrametildipropilentriamina, 3-(dimetilamino)propilureia, ricinoleato de estanho. Os catalisadores podem ser utilizados isoladamente ou em combinação. De preferência são utilizados 0 a 5,0% em peso, com especial preferência 0,5 a 5,0% em peso de catalisador o combinação de catalisadores relativamente aos componentes da reacção b) a g) . Outros agentes dos catalisadores bem como particularidades da actuação dos catalisadores encontram-se descritos por exemplo no Kunststoff-Handbuch, Band VII "Polyurethane", 3a edição, Cari Hanser Verlag, Munique / Viena, 1993, páginas 104 - 110.

Os agentes de carga f) eventualmente incluídos podem ser agentes de carga tanto inorgânicos como orgânicos. Podem-se citar como exemplos de agentes de carga inorgânico: minerais silicatados, como silicatos em camada, óxidos metálicos como óxido de ferro, óxido de ferro preparado por oxidação pirogénica tal como aerosil, sais metálicos como espato pesado, pigmentos inorgânicos como sulfureto de cádmio, sulfureto de zinco, bem como vidro, microesferas de vidro, microesferas ocas de vidro, entre outros. Podem ser empregues minerais fibrosos naturaiso u sintéticos, como wollastonite e fibra de vidro de diferentes comprimentos, que pode eventualmente ser cortada. Podem-se citar como exemplos de agentes de carga orgânicos: parafina cristalina ou gorduras, pó à base de poliestireno, cloreto de polivinilo, massas de ureia-formaldeído e/ou poli-hidrazodicarbonamidas (p.ex. obtidas 13 de hidrazina e diisocianato de toluileno) Naturalmente podem também ser utilizadas microesferas orgânicas ou cortiça. Os agentes de carga orgânico ou inorgânicos podem ser utilizados isoladamente ou misturados. Adicionam-se preferencialmente os agentes de carga f) em quantidades entre 0 e 50% em peso, de preferência 0 a 30% em peso relativamente aos componentes da reacção b) a g).

Entre os adjuvantes e aditivos g) que podem eventualmente ser incluídos contam-se por exemplo estabilizantes, agentes corantes, agentes ignífugos, palstificantes e/ou álcoois monovalentes.

Utilizam-se como estabilizantes especialmente substâncias com actividade superficial, isto é compostos de apoio à homogeneização das matérias-primas e eventualmente são ainda adequados para a regulação da estrutura celular do plástico. Podem-se citar como emulsionantes, por exemplo, os sais de sódio do sulfato de óleo de rícino ou ácidos gordos, bem como sais de ácidos gordos com aminas, estabilizantes da espuma como polimerisados de misturas de siloxanoxalquileno e reguladores de célula como parafina. Como estabilizantes utilizam-se predominantemente organopolissiloxanos, os quais são hidrossolúveis. Neste caso trata-se de resíduos de polidimetilsiloxano, nos quais é enxertada uma cadeia de poliéter de óxido de etileno e óxido de propileno. Adicionam-se preferencialmente as substâncias com actividade superficial em quantidades entre 0,01 e 50% em peso, de preferência 0,1 a 1,5% em peso relativamente aos componentes da reacção b) a g).

Os agentes corantes podem ser corantes conhecidos para a coloração de poliuretanos e/ou pigmentos corantes 14 orgânicos e/ou inorgânicos, por exemplo pigmentos de óxido de ferro e/ou pigmentos óxido de crómio e pigmentos à base de ftalocianina e/ou monoazo.

Os agentes ignifugos eventualmente incluídos, adequados são, por exemplo fosfato de tricresilo, fosfato tris-cloroetilo, fosfato tris-cloropropilo e fosfato tris-2,3-dibromopropilo. Para além dos fosfatos substituídos em halogénio já mencionados podem ainda ser utilizados agentes ignifugos inorgânicos como oxi-hidrato de alumínio, polifosfato de amónio, sulfato de cálcio, polimetafosfato de sódio ou fosfatos de amina, por exemplo fosfato de melamina.

Podem-se citar como plastificantes, por exemplo ésteres de ácidos carboxílicos polivalentes, de preferência divalentes com um álcool monovalente. Os componentes ácidos deste éster podem ser derivados, por exemplo do ácido succínico. Ácido isoftálico, ácido trimelítico, anidrido de ácido ftálico, anidrido de ácido tetra-hidroftálico e/ou anidrido de ácido hexa-hidroftálico, anidrido de ácido endometilentetra-hidroftálico , anidrido de ácido glutárico, anidrido de ácido maleico, ácido fumárico e/ou ácidos gordos diméricos e/ou triméricos, eventualmente misturados com ácidos gordos monoméricos. O componente alcoólico destes ésteres pode derivar por exemplo de álcoois alifáticos de cadeia ramificada e/ou linear com 1 a 20 átomos de carbono, como metanol, etanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec.-butanol, terc.-butanol, os diferentes isómeros de álcool pentílico, álcool hexílico, álcool octílico (por exemplo 2-etil-hexanol), álcool 15 nonílico, álcool decílico, álcool laurílico, álcool miristílico, álcool cetílico álcool estearílico e/ou álcoois gordos ou de cera de origem natural ou de origem natural por hidrogenação de ácidos carboxilicos. São também considerados como componente alcoólica compostos hidroxilo cicloalifáticos e/ou aromáticos, por exemplo ciclo-hexanol e respectivos homólogos, fenol, cresol, timol, carvacrol, álcool benzilico e/ou feniletanol. Podem ainda ser citados como plastificante ésteres dos álcoois anteriormente mencionados com ácido fosfórico. Eventualmente podem ainda ser empregues ésteres do ácido fosfórico de álcoois halogenados, como por exemplo tricloroetilfosfato. Neste último caso é possível conseguir um efeito inibidor da chama em simultâneo com o efeito plastificante. Evidentemente, é também possível utilizar ésteres mistos dos álcoois anteriormente mencionados e ácidos carboxilicos. No caso dos plastificantes é possível também tratasr-se dos chamados plastificantes poliméricos, por exemplo poliéster do ácido adípico, sebacínico e/ou ftálico. Podem ainda ser utilizados ésteres do ácido alquilsulfónico do fenol, por exemplo parafinsulfonato de fenilo como plastificante.

Outros adjuvantes e/ou aditivos g) eventualmente incluídos são álcoois monovalentes, como butanol, 2-etilhexanol, octanol, dodecanol ou ciclo-hexanol que podem ser eventualmente empregues para efectuar uma interrupção de cadeia desejada.

Adicionam-se preferencialmente os adjuvantes e/ou aditivos g) em quantidades entre 0 e 25% em peso, de preferência 0 a 10% em peso relativamente aos componentes da reacção b) a g) . Instruções mais detalhadas acerca dos 16 adjuvantes e aditivos g) encontram-se na literatura técnica, por exemplo no Kunststoff-Handbuch, vol. VII "Polyurethane", 3a edição, Cari Hanser Verlag, Munique / Viena, 1993, página 104 ss. A preparação da espuma de poliuretano pode ser concretizada de várias maneiras. Pode-se proceder, por exemplo, segundo o processo one-shot ou o processo pré-polímero.- No caso do processo one-shot todos os componentes, por exemplo polióis, poliisocianatos, agentes de extensão da cadeia, propulsores, catalisadores, cargas e/ou aditivos são misturados intensivamente. Segundo o processo pré-polímero, elabora-se primeiro um pré-polímero NCO, fazendo-se reagir uma parte do poliol com a totalidade do poliisocianato, introduz-se então no pré-polímero NCO a quantidade restante de poliol, bem como eventualmente agentes de extensão da cadeia, propulsores, catalisadores, cargas e/ou aditivos, misturando-se intensivamente. No sentido da presente invenção é especialmente preferido um processo em que os componentes b) a g) são misturados com o "componente poliol" mencionado, que é depois processado com o poliisocianato e/ou pré-polímero NCO a) . Os agentes de extensão de cadeia, propulsores, catalisadores, cargas bem como adjuvantes e/ou aditivos eventualmente incluídos são adicionados, como anteriormente descrito em geral ao "componente poliol", porém não é obrigatório, uma vez que se podem incorporar com o componente poliisocianato a) componentes compatíveis que não reagem com este. A mistura gerada durante a mistura dos componentes da reacção é aplicada por exemplo pelo processo de moldagem sobre o balastro. Nesta altura efectua-se a aplicação, dosagem e mistura dos componentes individuais ou da mistura 17 de componentes com os dispositivos conhecidos em si na química dos poliuretanos. A quantidade da mistura aplicada é avaliada de modo a que a espuma de poliuretano atinja uma densidade de espuma livre de 20 a 800 kg/m3, de preferência 30 a 600 kg/m3, com especial preferência de 50 a 300 kg/m3. A temperatura de partida da mistura reaccional aplicada sobre o balastro situa-se geralmente entre 20 e 80 °C, de preferência 25 a 40 °C. A brita do balastro é eventualmente seca e aquecida antes de ser aplicada a mistura reaccional. Dependendo dos componentes da reacção, dos catalisadores adicionados e da temperatura, o tempo de solidificação da espuma (tempo de cura) pode oscilar entre 15 e 45 segundos, de preferência 15 a 30 segundos. São possíveis tempos de solidificação mais longos, mas seriam pouco económicos. A presente invenção é esclarecida conforme os exemplos seguintes.

Exemplos

Nos exemplos 1 a 9 foram empregues os seguintes polióis :

Poliol 1: Poliéterpoliol preparado por propoxilação de 1,2-propilenoglicol e subsequente etoxilação; índice OH: 28

Poliol 2: Poliéterpoliol preparado por propoxilação de glicerina e subsequente etoxilação; índice OH: 35

Poliol 3: Poliéterpoliol preparado por propoxilação de glicerina e subsequente etoxilação; índice OH: 27,5

Poliol 4: Poliéterpoliol preparado por propoxilação de glicerina e subsequente etoxilação; índice OH: 28 18

Poliol 5: Poliéterpoliol preparado por propoxilação de sorbitol e subsequente etoxilação; índice OH: 28,5.

Poliol 6: Desmophen®VP.PU7619W (produto da Bayer

MaterialScience AG; índice OH: 28; viscosidade (a 25 °C) : 3600 mPa.s; poliéterpoliol com carga (dispersão de ureia (PHD), teor de carga: cerca 20%), preparado por propoxilação de sorbitol e subsequente etoxilação).

Agente de extensão da cadeia 1: Poliéterpoliol preparado por propoxilação de trimetilolpropano e subsequente etoxilação; índice OH: 550.

Agente de extensão da cadeia 2: 1,4-butandiol; índice OH: 1245.

Agente de extensão da cadeia 3: monoetilenoglicol; índice OH: 1813.

Agente de extensão da cadeia 4: Mistura da trietilamina (55% em peso) e diisopropanolamina (45% em peso); índice OH: 1160.

Catalisador 1: Dimetilbis(dodeciltio)estatano (Fomrez®ULl, GE Bayer Silicones)

Catalisador 2: Bayer Silicones) Catalisador 3: Catalisador 4: Chemie Rheinau) Catalisador 5: Products) Catalisador 6: Goldschmidt)

Bis(dimetilaminoetil)éter (NIAX®A-1, GE

Trietilamina (Dabco®S-25, Air Products) Octoato de estanho (Addocat®SO, Rhein

Trietilenodiamina (Dabco®33-LV, Air

Ricinoleato de estanho (Kosmos®EF, 19

Catalisador 7: Éter N,N,N'-trimetil-N'-hidroxietil- bisaminoetílico (Jeffcat®ZF-10, Huntsman)

Estabilizante 1: TEGOSTAB®B8719LF (Goldschmidt AG; polisiloxano organomodifiçado)

Estabilizante 2: TEG0STAB®B8681 LF (Goldschmidt AG; polisiloxano organomodifiçado)

Isocianato 1: Desmodur®VP.PU10IS14 (Bayer

MaterialScience AG; teor NCO: 19,8%, viscosidade (25 °C) : 700 mPa.s; pré polimero NCO à base 4,4'-MDI, 4,4' MDr com |||||| carbodiimida modificada e Polioxialquilenopoliol, índice OH: 164).

Isocianato 2: Desmodur®PA09 (Bayer MaterialScience ::::::::::::::::::::::¾ AG; teor NCO: 24,5%, viscosidade (25 °C) : 440 mPa.s; pré-polímero NCO à base de uma mistura de MDI obtida por fosgenação de condensados de anilina/formaldeído e

Polioxialquilenopoliol, índice OH: 515).

Isocianato 3: Desmodur®VP.PU1805 (Bayer

MaterialScience AG; teor NCO: 28,4%, viscosidade (25 °C) : 91 mPa.s; pré-polímero NCO à base de uma mistura de MDI obtida por fosgenação de condensados de anilina/formaldeído e Polioxialquilenopoliol, índice OH: 515). 28)

Isocianato 4: Desmodur®T80 (Bayer MaterialScience AG; 111111 teor NCO: 48%, viscosidade (25 °C): 3mPa.s; mistura de 2,4-TDI e 2,6-TDI) .

Execução, I Conformato: Espanol (Espana i internacional)

Para a preparação de dos "componentes poliol" mencionados homogeneiza-se primeiro x partes em peso de poliêterpoliol e eventualmente agente de extensão da cadeia, catalisador, estabilizante e propulsor (as 20 proporções encontram-se no quadro 1). Depois adicionaram-se x partes em peso de poliisocianato (proporção encontra-se no quadro 1) e mistura-se no espaço de 10 sequndos (misturadora de laboratório PENDRAULIK tipo LM34, 3000U/min). O tempo de inicio e tempo de cura foram calculados a partir do inicio da agitação.

Obteve-se uma espuma de poliuretano, tendo-se determinado o peso volumétrico (segundo norma DIN EN ISO 845), deformação remanescente à pressão (DVR; segundo norma DIN EN ISO 1856), força de compressão (segundo norma DIN EN ISO 3386-1-98) e resistência à tracção (segundo norma DIN EN ISO 1798). A determinação do valor de DVR tem lugar um dia após a compressão, nas condições indicadas no quadro 1. Para a determinação da força de compressão foram elaborados provetes com uma área de base de cerca de 64 cm2.

Quadro 1

Exemplo 1* 2* 3 4 5 6 7 8 9 Poliol 1 37, 8 40, 8 42, 6 50 50 50 69, 6 Poliol 2 30 30 33 41, 5 44,8 42,7 95,3 Poliol 3 23 Poliol 4 25 Poliol 5 44,65 Poliol 6 25 Agente de extensão da cadeia 1 30 27 22 Agente de extensão da cadeia 2 4 5 Agente de 2 4 4 21 extensão da cadeia 3 Agente de extensão da cadeia 4 1,5 Catalisador 1 0,1 0,1 0,1 0,3 Catalisador 2 0,7 0,7 0,7 0,9 0,3 0,4 Catalisador 3 1,0 1,0 1,2 1,2 1,4 0,7 Catalisador 4 0,4 Catalisador 5 0,2 Catalisador 6 0,9 Catalisador 7 3, 0 Estabilizante 1 0,3 Estabilizante 2 0,25 Água 0,4 0,4 0,4 0,4 0,3 0,3 0,4 3, 3 3, 0 Isocianato 1 48 Isocianato 2 68 60 56 47 40 42 Isocianato 3 64 Isocianato 4 40 Densidade de espuma livre [kg nb3] 200 218 220 190 221 224 230 58 30 Tempo de inicio [s] 10 10 10 10 10 10 10 8 10 Tempo de cura [s] 40 40 40 40 40 40 40 40 60 DVR (40%,25 °C,5 min) [%] 7,5 0,4 0 0 0 0 0 0 0 Força de compressão (10%) 3300 1300 740 96 147 70 73 23 11 22 [N] Resistência à compressão (10%) [kPa] 675 376 197 27 23 11 21 4,8 2,3 Resistência à tracção [MPa] 1,23 0,95 0,76 0,32 0,23 0,29 0,48 0, 17 0, 10

Em todos os exemplos 1 a 9 ajustou-se um índice de 100. Nos exemplos comparativos 1* e 2* obteve-se espumas com uma deformação persistente (DVR > 0,01%). Estas espumas não são adequadas à consolidação da brita para balastros. Nos exemplos 5 e 6 foram empregues catalisadores incorporáveis. De forma que as espumas foram obtidas com uma fracção menor de emitíveis relativamente aos componentes mobilizáveis.

Com as misturas reaccionais dos exemplos de acordo com a presente invenção 3 a 9 os balastros podem ser estabilizados com excelente desempenho a longo prazo. 23

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista dos documentos apresentados pelo requerente destina-se exclusivamente à informação do leitor e não é parte integrante do documento da patente europeia. Embora elaborada com grande cuidado, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente citados na descrição

DD 86201 DE 2063727 A DE 2305536 A DE 3941142 A DE 19711437 A DE 19651755 A DE 3821963 A DE 19811838 A JP 08157552 A JP 8157552 A

GB 2361731 A

US 4114382 A DE S1168075 A US PS3383351 A

Literatura não relacionada com patentes, citada na descrição

Kunststoff-Handbuch. Polyurethane. Cari Hanser Verlag, vol. VII, 57-6788-90 24

Kunststoff-Handbuch. Polyurethane. Cari Hanser Verlag, 1993, vol. VII, 104-110 • Kunststoff-Handbuch. Polyurethane. Cari Hanser Verlag, 1993, vol. VII, 104 ff

Lisboa, 31/05/2010

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a preparação de balastros para a construção de vias ferroviárias e rodoviárias e sistemas de diques em que 1) Brita de balastro é espalhada para formar o balastro e 2) Entre a brita espalhada aplica-se uma mistura reaccional para a preparação de uma espuma de poliuretano, obtendo-se a mistura reaccional a partir de a) um ou vários compostos de isocianato do grupo constituído por poliisocianatos com um teor de NCO entre 28 e 50% em peso e pré-polímeros de NCO com um teor de NCO entre 10 e 48% em peso de poliisocianatos com um teor de NCO entre 28 e 50% em peso e poliéterpolióis com um índice de hidroxilo de 6 a 112, polioxialquilenodióis com um índice de hidroxilo de 113 a 1100 ou alquilenodióis com um índice de hidroxilo de 645 a 1850 ou misturas destes e b) um componente poliol constituído por um ou vários polieterpolióis com um índice de hidroxilo de 6 a 112 e uma funcionalidade de 1,8 a 8 na presença de c) 0 a 26% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g), um ou vários agentes de extensão da cadeia com um índice hidroxilo ou amina de 245 a 1850 e uma funcionalidade de 1,8 a 8, 2 d) 0,05 a 5% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou mais agentes propulsores, e) 0 a 5% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários catalisadores, f) 0 a 50% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários agentes de carga e g) 0 a 25% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários adjuvantes e/ou aditivos, situando-se o indice da mistura reaccional entre 70 e 130.

2. Processo para a preparação de balastros para a construção de vias ferroviárias e rodoviárias e sistemas de diques de acordo com a reivindicação 1, em que se emprega de preferência 0 a 5% em peso relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários catalisadores com grupos hidroxilo e/ou amina primários e/ou secundários.

3. Balastros de espuma de poliuretano e brita de balastro, em que a espuma de poliuretano que se encontra entre a brita de balastro é obtida a partir de a) um ou vários compostos de isocianato do grupo constituído por poliisocianatos com um teor de NCO entre 28 e 50% em peso e pré-polímeros de NCO com um teor de NCO entre 10 e 48% em peso de poliisocianatos com um teor de NCO entre 28 e 50% em peso e poliéterpolióis com um índice de hidroxilo de 6 a 112, polioxialquilenodióis com um índice de hidroxilo de 3 113 a 1100 ou alquilenodióis com um índice de hidroxilo de 645 a 1850 ou misturas destes e b) um componente poliol constituído por um ou vários polieterpolióis com um índice de hidroxilo de 6 a 112 e uma funcionalidade de 1,8 a 8 na presença de c) 0 a 26% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) , um ou vários agentes de extensão da cadeia com um índice hidroxilo ou amina de 245 a 1850 e uma funcionalidade de 1,8 a 8, d) 0,05 a 5% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou mais agentes propulsores, e) 0 a 5% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários catalisadores, f) 0 a 50% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários agentes de carga e g) 0 a 25% em peso, relativamente aos componentes da reacção b) a g) de um ou vários adjuvantes e/ou aditivos, situando-se o índice da mistura reaccional entre 70 e 130.

4. Balastros de acordo com a reivindicação 3, em que a espuma de poliuretano apresenta uma densidade de espuma livre de 20 a 800 kg/m3 (medido de acordo com a norma DIN EN ISO 845) , uma força de compressão (a 10% de compressão) de pelo menos 10,0 N (medido de acordo com a norma DIN EN ISO 3386-1 -98), uma dureza à compressão (a 10% de compressão) de pelo menos 1,0 kPa (medido de acordo com a norma DIN EN ISO 3386-1-98), uma resistência à tracção de pelo menos 0,1 MPa (medido de acordo com a norma DIN EN ISO 1798) e uma deformação 4 remanescente à pressão (DVR; 40%; 25 °C; 5 min.) máxima de 0,01% (medido de acordo com a norma DIN EN ISO 1856) .

5. Utilização dos balastros de espuma de poliuretano e brita de balastro de acordo com a reivindicação 3 na construção de vias ferroviárias e rodoviárias e sistemas de diques. Lisboa 31/05/2010