MX2012007213A

MX2012007213A - Estructuras compuestas para adoquinado.

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Publication number: MX2012007213A
Application number: MX2012007213A
Authority: MX
Inventors: Calvin T Peeler; Steven Hicks; David K Bower; Melissa Terry; Nicholas A Foley; William Handlos
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-11-23
Also published as: MX346130B; US20170152180A1; US20170226703A1; MX348613B; US20140235781A1; WO2011084793A1; CN102770599A; CA2785015C; US8710135B2; MX360156B; US9505931B2; KR20120105039A; KR101486124B1; EP2516497A4; KR20120120934A; KR20140017666A; MX346129B; EP2516746A1; BR112012015224A2; BR112012015224B1

Abstract

Una estructura compuesta para adoquinado consiste en una capa de circulación de desgaste y una capa de circulación base colocada por debajo de la capa de circulación de desgaste. La capa de circulación de desgaste consiste en un agregado, por ejemplo vidrio y roca, y una composición elastomérica. La composición elastomérica consiste en el producto de reacción de un componente isocianato y un componente reactivo con el isocianato. El componente isocianato consiste en un isocianato polimérico, y como una opción, un prepolímero de isocianato. El componente reactivo con el isocianato consiste en un poliol hidrófobo y un prolongador de cadenas que tiene al menos dos grupos hidroxilo y un peso molecular desde aproximadamente 62 hasta aproximadamente 220. El prolongador de cadena está presente en el componente reactivo isocianato en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 partes en peso, con base en 100 partes en peso del componente reactivo con el isocianato. La capa de circulación base contiene un agregado que es el mismo o diferente que el agregado de la capa de circulación de desgaste. También se describen los métodos para formar la estructura compuesta para adoquinado.

Description

ESTRUCTURAS COMPUESTAS PARA ADOQUINADO REFERENCIA CRUZADA CON LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional U.S. Serie No. 61/288,637, presentada en Diciembre 21, 2009, la cual se incorpora a la presente para referencia en su totalidad.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención en general se refiere a una estructura compuesta para adoquinado que consiste en una capa de circulación de desgaste que consiste en agregado y una composición elastomérica y más específicamente a una estructura compuesta para adoquinado que consiste en una capa de circulación base y una capa de circulación de desgaste que consiste en agregado y una composición elastomérica que consiste en un componente isocianato que consiste en un isocianato polimérico, y como una opción, un prepolimero de isocianato y la composición elastomérica además consiste en un componente reactivo con el isocianato que consiste en un poliol hidrófobo y un prolongador de cadena y a métodos para formar la estructura compuesta para adoquinado.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA El uso de materiales compuestos para formar artículos como puede ser adoquinado es en general conocido en la técnica de la construcción. En general, el material compuesto se produce mezclando al menos un agregado y al menos una composición aglomerante juntos. Por ejemplo, en el caso de concreto, el agregado consiste en arena y grava y la composición aglomerante consiste en cemento y agua .

Recientemente, ha habido avances en el uso de materiales poliméricos como composiciones aglomerantes. En general, una vez que el agregado y la composición aglomerante se mezclan juntos, el material compuesto permanece plegable o "se puede trabajar" durante únicamente un tiempo corto, por ejemplo 45 minutos, antes de que el material compuesto se cure y ya no sea plegable. Por lo tanto, esos materiales compuestos comúnmente se producen en el sitio contrario a fuera del sitio para aumentar el tiempo de trabajo. La producción fuera de sitio necesita que el material compuesto sea transportado a un sitio de construcción disminuyendo además con esto el tiempo de trabajo del material compuesto una vez en el sitio.

Los métodos convencionales para producir materiales compuestos en el sitio necesitan que el agregado sea colocado en el suelo (o ya se encuentra en el suelo) antes de que entre en contacto con la composición aglomerante. De forma subsiguiente, el agregado se dispersa (o lamina) con la composición aglomerante. Un inconveniente importante de ese método es un recubrimiento inconsistente del agregado, lo cual crea inconsistencias en el material compuesto. Las inconsistencias en el material compuesto pueden resultar en fallas tempranas del material compuesto necesitando por esto que el material compuesto sea reemplazado a costos adicionales. Además, esos métodos consumen tiempo. Una forma común de falla del material compuesto es la exfoliación, donde el agregado se suelta del material compuesto, eventualmente se desprende del material compuesto por completo.

Alternativamente, el agregado y la composición aglomerante se revuelven en un mezclador por lotes durante varios minutos hasta que el agregado se recubre uniformemente con la composición aglomerante antes de que se coloque en su lugar, como puede ser vertiendo el material compuesto en el lugar. Un inconveniente importante de este proceso, comúnmente mencionado como un proceso en lotes, es una vez más el tiempo de trabajo reducido debido a que la composición aglomerante empieza a curar inmediatamente una vez que está presente en el mezclador en lotes.

Por consiguiente, permanece una oportunidad para proporcionar estructuras para adoquinado mejoradas. También permanece una oportunidad para los métodos mejorados para formar las estructuras para adoquinado.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Y VENTAJAS La presente invención proporciona una estructura compuesta para adoquinado. La estructura compuesta para adoquinado contiene una capa de circulación de desgaste y una capa de circulación base colocada debajo de la capa de circulación de desgaste. La capa de circulación de desgaste contiene un agregado y una composición elastomérica . El agregado de la capa de circulación de desgaste contiene vidrio y, como una opción, roca. La composición elastomérica contiene el producto de la reacción de un componente isocianato y un componente reactivo con el isocianato. El componente isocianato contiene un isocianato polimérico, y como una opción, un prepolimero de isocianato. El componente reactivo con el isocianato contiene un poliol hidrófobo y un prolongador de cadena que tiene al menos dos grupos hidroxilo y un peso molecular desde aproximadamente 62 hasta aproximadamente 220. El prolongador de cadena está presente en el componente reactivo con el isocianato en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 partes en peso con base en 100 partes en peso del componente reactivo con el isocianato. La capa de circulación de base también contiene agregado, el cual puede ser el mismo o diferente al agregado de la capa de circulación de desgaste. La presente invención además proporciona un método para formar la estructura compuesta para adoquinado.

La composición elastomérica tiene excelentes propiedades físicas que son impartidas a la capa de circulación de desgaste, como puede ser resistencia de adhesión entre la composición elastomérica y el agregado mejorada, resistencia a la compresión mejorada, resistencia al cizallamiento mejorada y resistencia a la flexión mejorada, lo cual reduce la exfoliación del agregado de la capa de circulación de desgaste. La estructura compuesta para adoquinado puede ser no porosa o porosa, reduciendo con esto el derrame de agua y otros problemas asociados con el adoquinado convencional y estructuras similares.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras ventajas de la presente invención serán fácilmente apreciadas, a medida que las mismas se entiendan mejor con referencia a la siguiente descripción detallada cuando se consideran en relación con los dibujos acompañantes en donde: La Figura 1 es una vista transversal parcial de una estructura compuesta para adoquinado que muestra la migración de agua a través de la estructura compuesta para adoquinado, la estructura compuesta para adoquinado incluye una capa de circulación base y una capa de circulación de desgaste formadas del material compuesto ; La Figura 2 es una vista transversal parcial de otra estructura compuesta para adoquinado que muestra la migración de agua a través de la estructura compuesta para adoquinado, la estructura compuesta para adoquinado además incluye una capa de circulación de estrangulación (choker) ; La Figura 3 es una vista transversal parcial de otra estructura compuesta para adoquinado que muestra la migración de agua a través de la estructura compuesta para adoquinado, la estructura compuesta para adoquinado incluye un geosintético; La Figura 4 es una vista alargada que representa una modalidad porosa del material compuesto; La Figura 5 es una vista alargada que representa una modalidad no porosa del material compuesto; La Figura 6 es una gráfica de barras que muestra los resultados de la resistencia a la trituración entre un agregado no tratado y un tratado; y La Figura 7 es un diagrama que muestra los resultados del Análisis Mecánico Dinámico (DMA) de un material compuesto .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una estructura compuesta para adoquinado y un método para formar la estructura compuesta para adoquinado, los cuales se describen más adelante. La presente invención también proporciona un sistema para formar una composición elastomérica que adhiere el agregado. El sistema se describe inmediatamente después de esto.

El sistema contiene un componente isocianato y un componente reactivo con el isocianato. En ciertas modalidades, el componente isocianato contiene un isocianato polimérico, y como una opción, un prepolimero de isocianato. En otras modalidades, el componente isocianato contiene el isocianato polimérico y el prepolimero de isocianato. El componente reactivo con el isocianato contiene un poliol hidrófobo y un prolongador de cadena. Comúnmente, el sistema se proporciona en dos o más componentes discretos, como puede ser el componente isocianato y el componente reactivo con el isocianato (o resina), es decir, como un sistema de dos componentes (o 2K) , el cual se describe más adelante.

Se debe apreciar que la referencia a los componentes isocianato y resina, como se utiliza en la presente, es solamente con el propósito de establecer un punto de referencia para la colocación de los componentes individuales del sistema y para establecer una base de partes en peso. Por tal, no se debe considerar como limite de la presente invención únicamente un sistema 2K. Por ejemplo, todos los componentes individuales del sistema se pueden conservar distintos entre si. La terminología componente "reactivo con el isocianato" y componente "resina" es intercambiable en la descripción de la presente invención.

El sistema también contiene componentes adicionales, los cuales pueden estar incluidos con cualquiera o ambos componentes isocianato y resina, o ser completamente distintos, como puede ser en un tercer componente, como se describe más adelante. El sistema se utiliza para formar la composición elastomérica . En ciertas modalidades, la composición elastomérica es el producto de la reacción de los componentes isocianato y reactivo con el isocianato. La composición elastomérica se describe más adelante.

Si se emplea, el prepolimero de isocianato es en general el producto de la reacción de un isocianato y un poliol y/o una poliamina, comúnmente el producto de la reacción de un isocianato y un poliol. El prepolimero de isocianato se puede formar por diversos métodos conocidos por los expertos en la técnica o se puede obtener comercialmente de un fabricante, un proveedor, etcétera.

Con respecto al isocianato utilizado para formar el prepolimero de isocianato, el isocianato incluye uno o más grupos funcionales isocianato (NCO) , comúnmente al menos dos grupos funcionales NCO. Los isocianatos adecuados, para los propósitos de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, isocianatos alifáticos, cicloalifáticos , arilo y aromáticos convencionales. En ciertas modalidades, el isocianato se selecciona del grupo de diisocianatos de difenilmetano (los MDI), diisocianatos de difenilmetano polimérico (los P DI), y combinaciones de estos. Los diisocianatos de difenilmetano polimérico también son mencionados en la técnica como poliisocianatos de polimetilen polifenileno. Ejemplos de otros isocianatos adecuados, para los propósitos de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, diisocianatos de tolueno (los TDI), diisocianatos de hexametileno (los HDI), diisocianatos de isoforona (los IPDI), diisocianatos de naftaleno (los NDI) y combinaciones de estos. Comúnmente, el isocianato utilizado para formar el prepolimero de isocianato contiene diisocianato de difenilmetano (MDI).

Si se emplea para formar el prepolimero de isocianato, el poliol incluye uno o más grupos funcionales hidroxilo (OH), comúnmente al menos dos grupos funcionales OH. El poliol puede ser cualquier tipo de poliol conocido en la técnica. El poliol comúnmente se selecciona del grupo de etilen glicol, dietilen glicol, propilen glicol, dipropilen glicol, butandiol, glicerol, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sorbitol y . combinaciones de estos. Otros polioles adecuados, para los propósitos de la presente invención, se describen más adelante con la descripción de un componente adicional, como una opción, un poliol, suplementario .

El poliol se puede utilizar en diversas cantidades en relación con el isocianato, mientras haya un exceso de grupos funcionales NCO en relación con los grupos funcionales OH que estén presentes antes de la reacción de modo que el prepolimero de isocianato, después de la formación, incluye grupos funcionales NCO para la reacción subsiguiente. El prepolimero de isocianato comúnmente tiene un contenido de NCO desde aproximadamente 18 hasta aproximadamente 28, más comúnmente desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 25 y aún más comúnmente de aproximadamente 22.9% en peso.

Si se emplea para formar el prepolimero de isocianato, la poliamina incluye uno o más grupos funcionales amina, comúnmente al menos dos grupos funcionales amina. La poliamina puede ser cualquier tipo de poliamina conocido en la técnica. La poliamina comúnmente se selecciona del grupo de etilen diamina, toluen diamina, diaminodifenilmetano y poliaminas de polimetilen polifenileno, aminoalcoholes y combinaciones de estas. Ejemplos de aminoalcoholes adecuados incluyen etanolamina, dietanolamina, trietanolamina y combinaciones de estos.

La poliamina se puede utilizar en diversas cantidades en relación con el isocianato, mientras haya un exceso de grupos funcionales NCO en relación con los grupos funcionales amina que están presentes antes de la reacción de modo que el prepolimero de isocianato, después de la formación, incluye grupos funcionales NCO para la reacción subsiguiente. El contenido de NCO del prepolimero de isocianato es como se describe y ejemplifica anteriormente.

Se debe apreciar que el prepolimero de isocianato se puede formar de una combinación de dos o más de los polioles antes mencionados y/o dos o más de las poliaminas antes mencionadas. Comúnmente, el prepolimero de isocianato es un producto de la reacción del isocianato y al menos un poliol de modo que el prepolimero de isocianato incluyen uniones de uretano y grupos funcionales NCO después de la formación. En una modalidad específica de la presente invención, el prepolímero de isocianato contiene una mezcla de metildifenildiisocianato polimérico y cuasi-prepolímeros de , ' -metildifenildiisocianato . Ejemplos específicos de prepolímeros de isocianato adecuados, para los propósitos de la presente invención, están disponibles comercialmente de BASF Corporation de Florham Park, NJ, con el nombre comercial de LUPRANATE®, como puede ser LUPRANATE® MP102. Se debe apreciar que el sistema puede incluir una combinación de dos o más de los prepolímeros de isocianato antes mencionados .

Con respecto al isocianato polimérico, el isocianato polimérico incluye dos o más grupos funcionales NCO. El isocianato polimérico comúnmente tiene una funcionalidad promedio desde aproximadamente 1.5 hasta aproximadamente 3.0, más comúnmente desde aproximadamente 2.0 hasta aproximadamente 2.8, y aún más comúnmente de aproximadamente 2.7. El isocianato polimérico comúnmente tiene un contenido de NCO desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 33, más comúnmente desde aproximadamente 30.5 hasta aproximadamente 32.5 y aún más comúnmente de aproximadamente 31.5, % en peso.

Los isocianatos poliméricos adecuados, para los propósitos de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, los isocianatos descritos y ejemplificados antes para la descripción del prepolímero de isocianato. Comúnmente, el isocianato polimérico contiene diisocianato de difenilmetano polimérico (P DI) .

Ejemplos específicos de isocianatos poliméricos adecuados, para los propósitos de la presente invención, están disponibles comercialmente de BASF Corporation con el nombre comercial LUPRANATE®, como puede ser Isocianato LUPRANATE® M20. Se debe apreciar que el sistema puede incluir una combinación de dos o más de los isocianatos poliméricos antes mencionados.

El prepolímero de isocianato comúnmente está presente en el componente isocianato en una cantidad desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 75, más comúnmente desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 75, aún más comúnmente desde aproximadamente 55 hasta aproximadamente 65 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 60, partes en peso, cada uno con base en 100 partes en peso del componente isocianato. En ciertas modalidades, el prepolímero de isocianato comúnmente está presente en el sistema en una cantidad desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 250, más comúnmente desde aproximadamente 100 hasta aproximadamente 200, aún más comúnmente desde aproximadamente 125 hasta aproximadamente 175 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 150, partes en peso, cada uno por 100 partes en peso del isocianato polimérico en el sistema. Dicho de otra forma, el prepolimero de isocianato y el isocianato polimérico comúnmente están presentes en el sistema, por ejemplo en el componente isocianato, en una relación de peso desde aproximadamente 1:2 hasta aproximadamente 2.5:1, más comúnmente desde aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 2:1, aún más comúnmente desde aproximadamente 1.25:1 hasta 1.75:1 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 1.5:1.

Sin apegarse o estar limitado a cualquier teoría particular, se cree que la combinación y relaciones del prepolimero de isocianato y el isocianato polimérico, como se describe y ejemplifica inmediatamente antes, imparte a la composición elastomérica resistencia a la tracción, elongación, dureza y temperatura de transición vitrea aumentadas, así como resistencia al cizallamiento mejorada en relación con las composiciones elastoméricas convencionales.

Con respecto al poliol hidrófobo, el poliol hidrófobo incluye uno o más grupos funcionales OH, comúnmente por lo menos dos grupos funcionales OH. La hidrofobicidad del poliol hidrófobo se puede determinar por diversos métodos, como puede ser por inspección visual del producto de la reacción del poliol hidrófobo con isocianato donde el producto de la reacción se ha degasíficado inmediatamente después de mezclar los dos componentes y después se introducen en agua, donde al producto de la reacción se le permite curar. Si no hay evidencia de arañazos superficiales o arrugamiento en la interfaz (o superficie) entre el producto de la reacción y el agua, o si no hay evidencia de burbujas o formación de espuma, la hidrofobicidad del poliol hidrófobo se considera excelente.

El poliol hidrófobo comúnmente contiene un poliol de aceite natural (NOP) . En otras palabras, el poliol hidrófobo comúnmente no es un poliol con base en petróleo, es decir, un poliol derivado de los productos del petróleo y/o subproductos del petróleo. En general, hay únicamente unos pocos aceites vegetales naturales que contienen grupos funcionales OH sin reaccionar y el aceite de ricino comúnmente es el único NOP disponible comercialmente producido directamente de una fuente vegetal que tiene suficiente contenido de grupos funcionales OH para preparar aceite de ricino adecuado para utilizarse directamente como un poliol en la química del uretano. La mayor parte, si no es que todos, los otros NOP necesitan modificación química de los aceites disponibles directamente de las plantas. El NOP comúnmente se deriva de cualquier aceite natural conocido en la técnica, comúnmente se deriva de un aceite vegetal o de nueces. Ejemplos de aceites naturales adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen aceite de ricino, y los NOP derivados de aceite de soya, aceite de colza, aceite de coco, aceite de cacahuate, aceite de cañóla, etc. Emplear aceites naturales puede ser útil para reducir las huellas ambientales.

Comúnmente, como se indica en lo anterior, el poliol hidrófobo contiene aceite de ricino. Los expertos en la técnica apreciarán que el aceite de ricino de forma inherente incluye grupos funcionales OH considerando que otros NOP pueden necesitar uno o más pasos de procesamiento adicionales para obtener grupos funcionales OH. Esos pasos de procesamiento, si es necesario, son entendidos por los expertos en la técnica. Los grados adecuados de aceite de ricino, para los propósitos de la presente invención, están disponibles comercialmente de una variedad de proveedores. Por ejemplo, el Aceite de ricino T31®, de Eagle Specialty Productos (ESP) Inc. de St. Louis, MO, se puede emplear como el poliol hidrófobo. Ejemplos específicos de otros polioles hidrófobos adecuados, para los propósitos de la presente invención, están disponibles comercialmente de Cognis Corporation de Cincinnati, OH, con la marca comercial SOVERMOL®, como puede ser SOVERMOL® 750, SOVERMOL® 805, SOVERMOL® 1005, SOVERMOL® 1080 y SOVERMOL® 1102.

El poliol hidrófobo comúnmente está presente en el sistema en una cantidad desde aproximadamente 80 hasta aproximadamente 99, más comúnmente de aproximadamente 85 hasta aproximadamente 95, aún más comúnmente desde aproximadamente 90 hasta aproximadamente 95, y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 92.5, partes en peso, cada uno con base en 100 partes en peso del componente resina del sistema. Se debe apreciar que el sistema puede incluir una combinación de dos o más de los polioles hidrófobos antes mencionados.

Con respecto al prolongador de cadena, el prolongador de cadena tiene al menos dos grupos funcionales OH. El prolongador de cadena comúnmente tiene un peso molecular desde aproximadamente 62 hasta aproximadamente 220, más comúnmente desde aproximadamente 62 hasta aproximadamente 150 y aún más comúnmente de aproximadamente 132. Por tal, el prolongador de cadena se puede mencionar en la técnica como un prolongador de cadena "corto". El prolongador de cadena comúnmente contiene un alquilen glicol. Ejemplos de prolongadores de cadena adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen dipropilen glicol (DPG), dietilen glicol ( DEG) , NIAX® DP-1022, 1,3-propandiol, 1, -butandiol, 1, 5-pentandiol, 1 , 6-hexandiol , y 2-buten-l, 4-diol . En una modalidad especifica, el prolongador de cadena es dipropilen glicol.

El prolongador de cadena comúnmente está presente en el sistema en una cantidad desde aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 20, más comúnmente desde aproximadamente 5.0 hasta aproximadamente 10 y aún más comúnmente de aproximadamente 7, partes en peso, cada uno con base en 100 partes en peso del componente resina. Se debe apreciar que el sistema puede incluir cualquier combinación de dos o más prolongadores de cadena antes mencionados .

Sin apegarse o estar limitado a cualquier teoría particular, se cree que el prolongador de cadena imparte resistencia aumentada a la composición elastomérica, así como resistencia aumentada, resistencia al rasgado y dureza a la composición elastomérica .

En otras modalidades de la presente invención, un poliol suplementario, como puede ser un poliol a base de petróleo, se puede utilizar además del poliol hidrófobo. Si se emplea, el poliol suplementario comúnmente se selecciona del grupo de polioles convencionales, como puede ser etilen glicol, dietilen glicol, propilen glicol, dipropilen glicol, butandiol, glicerol, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sorbitol y combinaciones de estos. Comúnmente, el poliol suplementario se selecciona del grupo de polioles de poliéter, polioles de poliéster, polioles de poliéter/éster y combinaciones de estos; sin embargo, también se pueden emplear otros polioles suplementarios como se describe más adelante.

Los polioles de poliéter adecuados, para los propósitos de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, productos obtenidos mediante la polimerización de un óxido cíclico, por ejemplo óxido de etileno (EO) , óxido de propileno (PO), óxido de butileno (BO) , o tetrahidrofurano en la presencia de iniciadores polifuncionales . Los compuestos iniciadores adecuados contienen una pluralidad de átomos de hidrógeno activo e incluyen agua, butandiol, etilen glicol, propilen glicol (PG), dietilen glicol, trietilen glicol, dipropilen glicol, etanolamina , dietanolamina, ' trietanolamina, toluen diamina, dietil toluen diamina, fenil diamina, difenilmetan diamina, etilen diamina, ciclohexan diamina, ciclohexandimetanol, resorcinol, bisfenol A, glicerol, trimetilolpropano, 1 , 2 , 6-hexantriol , pentaeritritol y combinaciones de estos.

Otros polioles de poliéter adecuados incluyen dioles y trioles de poliéter, como pueden ser dioles y trioles de polioxipropileno y dioles y trioles de poli (oxietilen-oxipropileno) obtenidos mediante la adición simultánea o secuencial de óxidos de etilen y propileno a iniciadores di- o trifuncionales . Los copolimeros que tienen contenidos de oxietileno desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 90% en peso, con base en el peso del componente de poliol, del cual los polioles pueden ser copolimeros en bloque, copolimeros aleatorios/en bloque o copolimeros aleatorios, también se pueden utilizar. Aún otros polioles de poliéter adecuados incluyen politetrametilen glicoles obtenidos mediante la polimerización de tetrahidrofurano .

Los polioles de poliéster adecuados, para los propósitos de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, productos de la reacción terminada de hidroxilo de alcoholes polihidricos , como puede ser etilen glicol, propilen glicol, dietilen glicol, 1, 4-butandiol, neopentilglicol, 1 , 6-hexandiol , ciclohexan dimetanol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol o polioles de poliéter o mezclas de esos polihidricos alcoholes y ácidos policarboxilicos , especialmente ácidos dicarboxilicos o sus derivados que forman ásteres, por ejemplo ácidos succinico, glutárico y adipico o sus ésteres dimetilicos del ácido sebácico, anhídrido itálico, anhídrido tetracloroftálico o tereftalato de dimetilo o mezclas de estos. Los polioles de poliéster obtenidos mediante la polimerización de lactonas, por ejemplo caprolactona, junto con un poliol, o de ácidos hidroxi carboxílieos , por ejemplo ácido hidroxi caproico, también se pueden utilizar.

Los polioles de poliesteramidas adecuados, para los propósitos de la presente invención, se pueden obtener mediante la inclusión de aminoalcoholes como puede ser etanolamina en mezclas de poliesterificación . Los polioles de politioéter adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen productos obtenidos mediante la condensación de tiodiglicol ya sea solo, o con otros glicoles, óxidos de alquileno, ácidos dicarboxilicos, formaldehido, aminoalcoholes o aminoácidos carboxilicos . Los polioles de policarbonato adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen productos obtenidos haciendo reaccionar dioles como pueden ser 1, 3-propandiol, 1, 4-butandiol, 1,6-hexandiol, dietilen glicol o tetraetilen glicol con carbonatos de diarilo, por ejemplo carbonato de difenilo, o con fosgeno. Los polioles de poliacetal adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen aquellos preparados haciendo reaccionar glicoles como pueden ser dietilen glicol, trietilen glicol o hexandiol con formaldehido. Otros polioles de poliacetal adecuados también se pueden preparar mediante la polimerización de acétales cíclicos. Los polioles de poliolefina adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen homo- y copolímeros de butadieno -terminados en hidroxi y los polioles de polisiloxano adecuados incluyen dioles y trioles de polidimetilsiloxano .

Ejemplos específicos de polioles suplementarios adecuados, para los propósitos de la presente invención, están disponibles comercialmente de BASF Corporation con el nombre comercial de PLURACOL®, como pueden ser los polioles PLURACOL® GP Series. Un ejemplo especifico de un poliol suplementario adecuado, para los propósitos de la presente invención, es PLURACOL® GP430.

Si se emplea, el poliol suplementario comúnmente está presente en el sistema en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 75, más comúnmente desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50 y aún más comúnmente de aproximadamente 40, partes en peso, cada uno con base en 100 partes en peso del componente resina^ del sistema. Se debe apreciar que el sistema puede incluir cualquier combinación de dos o más de los polioles suplementarios antes mencionados.

El sistema puede incluir uno o más componentes adicionales, como puede ser un componente aditivo, además de o alternado con el poliol suplementario. El componente aditivo puede consistir en cualquier aditivo convencional conocido en la técnica. Los aditivos adecuados, para los propósitos de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, prolongadores de cadena, reticuladores, terminadores de cadena, aditivos de procesamiento, promotores de adhesión, retardantes de llama, antioxidantes, desespumantes, agentes anti espuma, depuradores de agua, tamices moleculares, sílices ahumados, estabilizadores de luz ultravioleta, cargas, agentes tixotrópicos , siliconas, tensoactivos , catalizadores, colorantes, diluyentes inertes y combinaciones de estos. Si se emplea, el componente aditivo se puede incluir en el sistema en cualquier cantidad, como puede ser desde aproximadamente 0.05 hasta 10 partes en peso con base en 100 partes en peso del componente resina del sistema.

En ciertas modalidades, el componente aditivo contiene un agente anti-espumante . En una modalidad, el agente anti-espumante contiene un fluido de silicona que incluye sílice en polvo disperso en él. El fluido de silicona se puede emplear para reducir y/o eliminar la espuma de la composición elastomérica . Se debe apreciar que el fluido de silicona se puede colocar previamente en un solvente. Ejemplos de agentes anti-espumantes incluyen Antifoam MSA y Antifoam A, disponibles comercialmente de Dow Corning de Midland, MI.

Si se emplea, el agente anti-espumante comúnmente está presente en el sistema en una cantidad desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 0.10, más comúnmente desde aproximadamente 0.025 hasta aproximadamente 0.075 y aún más comúnmente de aproximadamente 0.05, partes en peso, cada uno con base en 100 partes en peso del componente resina del sistema. Se debe apreciar que el sistema puede incluir cualquier combinación de dos o más de los agentes anti-espumantes antes mencionados.

En ciertas modalidades, el componente aditivo contiene un tamiz molecular. El tamiz molecular es un agente higroscópico que se puede emplear para mantener o aumentar la desecación, es decir, un estado de sequedad. El tamiz molecular comúnmente contiene moléculas que tienen una multitud de poros pequeños. Los poros pequeños permiten que las moléculas tengan un tamaño más pequeño que los poros, como pueden ser las moléculas de agua, para ser adsorbidas mientras las moléculas más grandes, como pueden ser aquellas presentes en el componente isocianato y resina, no pueden ser adsorbidas. Comúnmente, el tamiz molecular puede adsorber agua hasta y superior a 20% del peso del tamiz molecular. El tamiz molecular, por lo tanto, puede actuar sinergisticamente y junto con el poliol hidrófobo para llevar al mínimo el efecto del agua en la composición elastomérica adsorbiendo el agua antes de que el agua tenga una oportunidad para reaccionar con el componente isocianato del sistema.

Si se emplea, se debe apreciar que cualquier tamiz molecular conocido en la técnica se puede utilizar, como pueden ser minerales de aluminosilicato, arcillas, vidrios porosos, carbones microporosos , zeolitas, carbones activos, o compuestos sintéticos que tienen estructuras abiertas a través de las cuales las moléculas pequeñas, por ejemplo agua, se pueden difundir. Ejemplos de tamices moleculares adecuados incluyen Baylith Paste y Molecular Sieve 3A, los cuales están disponibles de una variedad de proveedores, como puede ser Zeochem de Louisville, KY.

Si se emplea, el tamiz molecular comúnmente está presente en el sistema en una cantidad desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 5.0, más comúnmente desde aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 2.0 y aún más comúnmente de aproximadamente 0.50, partes en peso, cada uno con base en 100 partes en peso del componente resina del sistema. Se debe apreciar que el sistema puede incluir cualquier combinación de dos o más de los tamices moleculares antes mencionados.

En ciertas modalidades, el componente aditivo contiene sílice ahumado, el cual está disponible de una variedad de proveedores. Un ejemplo de un sílice ahumado adecuado es AEROSIL® R-972, disponible comercialmente de Evonic Industries Inc. de Essen, Alemania. El sílice ahumado en general actúa como un agente de control reológico, y, si el sílice ahumado es hidrófobo, imparte hidrofobicidad adicional a la composición elastomérica .

Si se emplea, el sílice ahumado comúnmente está presente en el sistema en una cantidad desde aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 10.0, más comúnmente desde aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 7.0 y aún más comúnmente de aproximadamente 5.0, partes en peso, cada una con base en 100 partes en peso del componente resina del sistema. Se debe apreciar que el sistema puede incluir cualquier combinación de dos o más sílices ahumados.

En ciertas modalidades, el componente aditivo contiene un colorante. El colorante se puede seleccionar del grupo de pigmentos, tintes y combinaciones de estos. El colorante puede ser líquido o en la forma de polvo. Si se emplea, el colorante comúnmente es un pigmento o una mezcla de pigmentos de dos o más pigmentos. El pigmento, o mezcla de pigmentos, se utiliza para impartir un color deseado a la composición elastomérica y, si el pigmento es inorgánico, el pigmento también puede impartir protección UV a la composición elastomérica.

Se pueden utilizar diferentes tipos de pigmentos para los propósitos de la presente invención. Por ejemplo, se puede utilizar dióxido de titanio para impartir un color blanco y se puede utilizar negro de humo para impartir un color negro, a la composición elastomérica , respectivamente, mientas diversas mezclas de dióxido de titanio y negro de humo se pueden utilizar para impartir diversos matices de gris a la composición elastomérica.

Ejemplos de grados adecuados de negro de humo y dióxido de titanio para los propósitos de la presente invención están disponibles comercialmente de Columbian Chemicals Company de Marietta, GA, y DuPont® Titanium Technologies de ilmington, DE, respectivamente. Otros pigmentos incluyendo, pero no limitado a, rojo, verde, azul, amarillo, verde y café y mezclas de pigmentos de estos, también se pueden utilizar para impartir color a la composición elastomérica además de o alternativo al negro de humo y/o dióxido de titanio.

Más ejemplos específicos de colores, con base en uno o más colorantes, incluyen azul zafiro, verde jade, rojo Sedona, café ámbar y café topacio. Ejemplos de grados de pigmentos adecuados para los propósitos de la presente invención están disponibles comercialmente de diversas compañías como puede ser BASF Corporation y Penn Color, Inc. de Hatfield, PA. Se debe apreciar que diversas mezclas de los colorantes antes mencionados, por ejemplo pigmentos, se pueden utilizar para impartir a la composición elastomérica diversos colores, resistencias y matices .

Si se emplea, el colorante comúnmente está presente en el sistema en una cantidad desde aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 5.0, más comúnmente desde aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 3.0 y aún más comúnmente de aproximadamente 2.0, partes en peso, cada una con base en 100 partes en peso del componente resina del sistema. Se debe apreciar que el sistema puede incluir cualquier combinación de dos o más de los colorantes antes mencionados .

En ciertas modalidades, el componente aditivo contiene un componente catalizador. En una modalidad, el componente catalizador contiene un catalizador de estaño. Los catalizadores de estaño adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen sales de estaño (II) de ácidos carboxílicos orgánicos, por ejemplo acetato de estaño (II), octoato de estaño (II), etilhexanoato de estaño (II) y laurato de estaño (II). En una modalidad, el catalizador organometálico contiene dilaurato de dibutilestaño, el cual es una sal dialquilestaño (IV) de un ácido carboxilico orgánico. Ejemplos específicos de catalizadores organometálicos adecuados, por ejemplo dilauratos de dibutilestaño, para los propósitos de la presente invención, están disponibles comercialmente de Air Products y Chemicals, Inc. de Allentown, PA, con el nombre comercial DABCO®. El catalizador organometálico también puede consistir en otras sales de dialquilestaño (IV) de ácidos carboxílicos orgánicos, como puede ser diacetato de dibutilestaño, maleato de dibutilestaño y diacetato de dioctilestaño .

Ejemplos de otros catalizadores adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen catalizadores con base en amina, catalizadores con base en bismuto, catalizadores con base en níquel, catalizadores con base en zirconio, catalizadores con base en zinc, catalizadores con base en aluminio, catalizadores con base en litio, cloruro de hierro (II); cloruro de zinc; octoato de plomo; tris (dialquilaminoalquil ) -s-hexahidrotriazinas incluyendo tris (N, -dimetilaminopropil ) -s-hexahidrotriazina ; hidróxidos de tetraalquilamonio incluyendo hidróxido de tetrametilamonio; hidróxidos de metales alcalinos incluyendo hidróxido de sodio e hidróxido de potasio; alcóxidos de metales alcalinos incluyendo metóxido de sodio e isopropóxido de potasio; y sales de metales alcalinos de ácidos grasos de cadena larga con átomos de carbono de 10 a 20 y/o grupos OH laterales.

Más ejemplos de otros catalizadores adecuados, específicamente catalizadores de trimerización, para los propósitos de la presente invención, incluyen ?,?,?-dimetilaminopropilhexahidrotriazina, potasio, acetato de potasio, N, , N-trimetil isopropil amina/formato y combinaciones de estos. Un ejemplo específico de un catalizador de trimerización adecuado está disponible comercialmente de Air Products y Chemicals, Inc. con el nombre comercial de POLYCAT®.

Aún más ejemplos de otros catalizadores adecuados, específicamente catalizadores de amina terciaria, para los propósitos de la presente invención, incluyen 1-metilimidazol, DABCO 33-LV, dimetilaminoetanol, dimetilaminoetoxietanol, trietilamina, ?,?,?',?'-tetrametiletilendiamina, · N, N-dimetilaminopropilamina, ?,?,?',?',?' 1 -pentametildipropilentriamina, tris (dimetilaminopropil) amina, N, N-dimetilpiperazina, tetrametilimino-bis (propilamina) , dimetilbenzilamina, trimetilamina , trietanolamina , ?,?-dietil etanolamina, N-metilpirrolidona, N-metilmorfolina , N-etilmorfolina , bis ( 2-dimetilamino-etil ) éter, N, N-dimetilciclohexilamina ( DMCHA) , ?,?,?' ,?' ,?' '-pentametildietilentriamina, 1,2-dimetilimidazol , 3- (dimetilamino) propilimidazol y combinaciones de estos. Ejemplos específicos de catalizadores de amina terciaria adecuados están disponibles comercialmente de Air Products y Chemicals, Inc. con el nombre comercial de POLYCAT®, por ejemplo POLYCAT® 41.

Si se emplea, el componente catalizador se puede emplear en diversas cantidades. Comúnmente, el componente catalizador se utiliza en una cantidad para asegurar el tiempo abierto/de trabajo adecuado. Se debe apreciar que el componente catalizador puede incluir cualquier combinación de los catalizadores antes mencionados.

El sistema se puede suministrar a los consumidores para utilizarse por diversos medios, como puede ser en vagones, petroleros, tambores de tamaño grande y recipientes o tambores de tamaño más pequeño, conjuntos y paquetes. Por ejemplo, un conjunto puede contener el componente isocianato y otro conjunto puede contener el componente resina. Proporcionar los componentes del sistema a los consumidores de forma separada proporciona flexibilidad de la formulación aumentada de las composiciones elastoméricas formadas de ellos. Por ejemplo, un consumidor puede seleccionar un componente isocianato especifico y un componente resina especifico, y/o cantidades de estos, para preparar una composición elastomérica .

Los componentes isocianato y resina comúnmente tienen excelente estabilidad de almacenamiento o estabilidad "libre". Por tal, los componentes isocianato y resina se pueden almacenar de forma separada (como el sistema) durante periodos de tiempo extendidos antes de combinarlos para formar la composición elastomérica. Se debe apreciar que el sistema puede contener dos o más componentes isocianato diferentes y/o dos o más componentes resina diferentes, los cuales se pueden emplear para preparar la composición elastomérica. También se debe apreciar que otros componentes (por ejemplo el poliol suplementario, el componente aditivo, etc.), si se emplean, se pueden suministrar en los componentes isocianato y/o resina mencionados, o suministrarse como componentes distintos.

La presente invención además proporciona un material compuesto. El material compuesto contiene agregado y la composición elastomérica . La composición elastomérica en general se forma de los componentes isocianato y resina, como se describe y ejemplifica antes. Como se introduce antes, en ciertas modalidades, el componente isocianato contiene el isocianato polimérico, y como una opción, el prepolimero de isocianato. En otras modalidades, el componente isocianato contiene el isocianato polimérico y el prepolimero de isocianato. El componente reactivo con el isocianato contiene el poliol hidrófobo y el prolongador de cadena.

La cantidad de composición elastomérica presente en el material compuesto en general depende del tamaño de partícula del agregado. Comúnmente, mientras más grande sea el tamaño de la partícula del agregado, menos composición elastomérica se necesita para formar el material compuesto y mientras más pequeño sea el tamaño del agregado, más composición elastomérica se necesita para formar el material compuesto. El agregado de tamaño más pequeño en general necesita más composición elastomérica debido a que hay más área superficial que recubrir en relación con el agregado de tamaño más grande. Por ejemplo, con 0.25 pulgadas de agregado, la composición elastomérica comúnmente está presente en el material compuesto en una cantidad desde aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 10.0, más comúnmente desde aproximadamente 2.5 hasta aproximadamente 5.0 y aún más comúnmente de aproximadamente 4.2, partes en peso, cada una con base en 100 partes en peso del material compuesto.

Como se utiliza en la presente, el término agregado se debe interpretar refiriéndose al agregado o agregados en general y no a un solo agregado, tampoco se debe considerar que se necesite más de un agregado. Adicionalmente, el término agregado, como se utiliza en la presente, se intenta que abarque una amplia categoría de materiales que sirven como refuerzo al material compuesto, como puede ser roca, vidrio, grumos de caucho, piedra arquitectónica, etc. El término roca, como se utiliza en la presente, se intenta que abarque todas las formas de roca, incluyendo, pero no limitado a, grava, arena, etc. Adicionalmente, el término roca como se utiliza en la presente se intenta que abarque todas las especies de roca, como puede ser granito, piedra caliza, mármol, etcétera.

En ciertas modalidades, el agregado contiene roca. Se debe apreciar que se puede utilizar cualquier tipo de roca. La roca comúnmente se selecciona del grupo de granito, piedra caliza, mármol, piedra de playa, roca de río y combinaciones de estas. En una modalidad específica, la roca es granito.

La roca comúnmente está presente en el agregado en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100, más comúnmente desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 100, aún más comúnmente desde aproximadamente 90 hasta aproximadamente 100, y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 100, partes en peso, cada una con base en 100 partes en peso del agregado en el material compuesto. El resto del agregado, si hay alguno, puede ser otro agregado diferente, como puede ser arena, grava, etcétera.

El diámetro promedio de la roca comúnmente es desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 7.0, más comúnmente desde aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 5.0, aún más comúnmente desde aproximadamente 0.25 hasta aproximadamente 5.0, y aún incluso más comúnmente desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 3.0, pulgadas. En otras modalidades, la roca puede ser de tamaño más grande o más pegueño.

En ciertas modalidades, el agregado contiene grumos de caucho. Se debe apreciar que cualquier tipo de grumos de caucho se puede utilizar. Aunque no se necesita, los grumos de caucho puede ser caucho después de que lo usa el consumidor y/o reciclado. Los grumos de caucho pueden ser de diversos grados, como puede ser No. 1, 2, 3, 4, y/o 5.

Los grumos de caucho comúnmente están presentes en el agregado en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente ICO, más comúnmente desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 100, aún más comúnmente desde aproximadamente 90 hasta aproximadamente 100 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 100, partes en peso, cada una con base en 100 partes en peso del agregado en el material compuesto. El resto del agregado, si hay alguno, puede ser otro agregado diferente, como puede ser arena, grava, etcétera.

El diámetro promedio de los grumos de caucho comúnmente es desde aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 3.0, más comúnmente desde aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 2.0 y aún más comúnmente desde aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 0.25, pulgadas. Los grados adecuados de los grumos de caucho, para los propósitos de la presente invención, están disponibles comercialmente de Entech Inc. de White Pigeon, MI.

En ciertas modalidades, el agregado contiene vidrio. Se debe apreciar que cualquier tipo de vidrio se puede utilizar para los propósitos de la presente invención. El vidrio puede ser claro, entintado, y/o de color. Aunque no se necesita, el vidrio puede ser después de que lo usa el consumidor y/o vidrio reciclado. Utilizar ese vidrio puede reducir el costo total del material compuesto y reducir la huella ambiental.

El vidrio comúnmente está presente en el agregado en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100 y más comúnmente desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 100, aún más comúnmente desde aproximadamente 80 hasta aproximadamente 100 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 100, partes en peso, cada una con base en 100 partes en peso del agregado presente en el material compuesto. El resto del agregado, si hay alguno, puede ser otro agregado diferente, como puede ser arena, grava, etc. Se cree que aumentar la cantidad de vidrio presente en el agregado mejora el módulo de flexión y resistencia a la compresión del material compuesto.

El diámetro promedio del vidrio comúnmente es desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 1.0, más comúnmente desde aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 0.50 y aún más comúnmente desde aproximadamente 0.125 hasta aproximadamente 0.25, pulgadas . Se cree que reducir el diámetro promedio del vidrio reduce la exfoliación del agregado del material compuesto (es decir, piezas de vidrio soltadas o sueltas) y mejora la resistencia a las tensiones de flexión, como pueden ser las tensiones encontradas a partir de una llanta que da vuelta sobre el material compuesto. Cuando se emplea, el vidrio comúnmente se tritura para cumplir con los intervalos de diámetro promedio como se describe antes. Por seguridad, el vidrio comúnmente se revuelve se revuelve o se hace vibrar sobre tamices para redondear los bordes filosos del vidrio. Los grados de vidrio adecuados, para los propósitos de la presente invención, están disponibles comercialmente de De vidrio Plus Inc. de Tomahawk, WI .

En ciertas modalidades, el vidrio incluye un tratamiento en la superficie que consiste en (o proporciona) al menos un grupo funcional reactivo con un grupo isocianato de la composición elastomérica . Ejemplos de grupos funcionales adecuados, para los propósitos de la presente invención, incluyen hidroxilo, tiol, epoxi, y/o grupos amina primarios y secundarios. Comúnmente, el tratamiento en la superficie contiene al menos un grupo funcional amina y/o amino. Se debe apreciar que el tratamiento en la superficie puede incluir una combinación de grupos funcionales diferentes.

El tratamiento en la superficie se puede impartir al vidrio por diversos métodos, como puede ser empleando un aminosilano, más específicamente un alcoxisilano organofuncional, por ejemplo SILQUEST® A-1100, SILQUEST® A-1120, y/o SILQUEST® A-1170, los cuales están disponibles comercialmente de Momentive Performance Materials de Albany, NY. Por ejemplo, el vidrio se puede lavar y tratar con el aminosilano para impartir el tratamiento en la superficie al vidrio. Dicho de otra forma, el vidrio ahora incluye uno o más grupos funcionales impartidos por el aminosilano que reacciona con el vidrio. El vidrio se puede mencionar como estando "imprimado" o "sililado". Los grupos funcionales, por ejemplo los grupos amina/amino, son reactivos con los grupos funcionales isocianato de la composición elastomérica. Los grupos funcionales isocianato pueden estar libres de grupos funcionales isocianato después de la reacción para formar la composición elastomérica, como puede ser en casos de sobre indización, o grupos funcionales isocianato impartidos por uno o más componentes de la composición elastomérica misma, por ejemplo el prepolimero de isocianato, de modo que los grupos funcionales del vidrio se vuelven parte de la reacción para formar la composición elastomérica.

Se cree que la superficie que trata el vidrio mejora la durabilidad, reduce la exfoliación del agregado y aumenta la resistencia del material compuesto. Esto es especialmente cierto si se forma un enlace químico entre la composición elastomérica y la superficie del vidrio. Por ejemplo, uno o más enlaces-Si-O- pueden estar presentes entre la superficie del vidrio y la composición elastomérica. También se cree que el tratamiento en la superficie hace el material compuesto mucho más estable a las fuerzas ambientales, como puede ser calor y humedad, lo cual podría reducir potencialmente su resistencia durante su aplicación. En ciertas modalidades, el vidrio utilizado como el agregado de la presente invención contiene el agregado de vidrio descrito en la solicitud co-pendiente PCT/US10/58582 , incorporada a la presente como referencia en su totalidad en la medida que la descripción no entra en conflicto con el alcance general de la presente invención descrita en la presente. La PCT/US10/58582 describe diversos métodos para tratar la superficie del agregado de vidrio, así como los beneficios del tratamiento en la superficie que se imparte al material compuesto de la presente invención.

Se debe apreciar que el agregado puede incluir una combinación de dos o más de los agregados antes mencionados. Por ejemplo, el agregado del material compuesto puede contener vidrio y roca. En estas modalidades, el vidrio comúnmente está presente en el agregado en una cantidad desde aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 99, más comúnmente desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 99 y aún más comúnmente desde aproximadamente 75 hasta aproximadamente 99, partes en peso, cada uno con base en 100 partes en peso del agregado presente en el material compuesto. Además, la roca comúnmente está presente en el agregado en una cantidad desde aproximadamente 99 hasta aproximadamente 1.0, más comúnmente desde aproximadamente 75 hasta aproximadamente 1.0, y aún más comúnmente desde aproximadamente 25 a 1.0, partes en peso, cada una con base en 100 partes en peso del agregado presente en el material compuesto.

El agregado se puede suministrar a los consumidores para que sea utilizado por diversos medios, como puede ser en vagones, petroleros, Supersacks de tamaño grande y pequeño, tambores y recipientes de tamaño grande o tambores de tamaño pequeño, conjuntos y paquetes. Como se describe y ejemplifica antes para la descripción del sistema, proporcionar los componentes de material compuesto a los consumidores separadamente proporciona flexibilidad de la formulación de los materiales compuestos formados de ellos. Por ejemplo, un consumidor puede seleccionar un agregado especifico, un componente isocianato especifico y un componente especifico resina y/o cantidades de estos, para preparar el material compuesto .

Comúnmente, el agregado es seco (pero por posible humedad ambiental, si está presente) , para evitar la reacción prematura con el componente isocianato del sistema. Además, se cree que el curado y la resistencia de adhesión de la composición elastomérica se puede mejorar cuando el agregado está seco. El agregado se puede conservar seco por diversos métodos, como puede ser utilizando Supersacks a prueba de agua o resistentes al agua. Sin embargo, en ciertas modalidades, el agregado puede estar al menos parcial o completamente sumergido en el agua, como se describe más adelante. También se debe apreciar que el agregado ya puede estar presente en el lugar deseado para incluir el material compuesto, por ejemplo un lecho de vías férreas o a lo largo de una linea costera. Por tal, el agregado puede no necesitar proporcionarse de forma separada.

Otros ejemplos de componentes adecuados, para los propósitos de la presente invención, en general se describen en las Publicaciones de Patente U.S. Nos. 2009/0067924 y 2009/0067295, ambas para Kaul, la descripción de las cuales, asi como las descripciones de patentes y publicaciones mencionadas en ella, se incorporan en la presente para referencia en su totalidad en la medida que la descripción no entre en conflicto con el alcance general de la presente invención descrito en la presente.

En ciertas modalidades, el material compuesto tiene una resistencia al aplastamiento (o resistencia a la compresión) desde aproximadamente 100 hasta aproximadamente 2500, más comúnmente desde aproximadamente 500 hasta aproximadamente 1800, aún más comúnmente desde aproximadamente 1300 hasta aproximadamente 1600 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 1500, psi, de acuerdo con la norma ASTM D 1621. En ciertas modalidades, el material compuesto comúnmente tiene una resistencia a la flexión desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 1000, más comúnmente desde aproximadamente 200 hasta aproximadamente 1000, aún más comúnmente desde aproximadamente 700 hasta aproximadamente 1000 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 700, psi, de acuerdo con la norma ASTM D 790. En ciertas modalidades, el material compuesto comúnmente tiene un módulo de flexión desde aproximadamente 20000 hasta aproximadamente 150000, más comúnmente desde aproximadamente 50000 hasta aproximadamente 150000, aún más comúnmente desde aproximadamente 100000 hasta aproximadamente 150000 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 100000, psi, de acuerdo con la norma ASTM D 790.

En ciertas modalidades, el material compuesto tiene una porosidad (o volumen hueco) desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 50, más comúnmente desde aproximadamente 34 hasta aproximadamente 45, aún más comúnmente desde aproximadamente 35 hasta aproximadamente 42 y aún incluso más comúnmente desde aproximadamente 37 hasta aproximadamente 38, %. La porosidad del material compuesto se puede determinar por diversos métodos conocidos en la técnica, como puede ser: Montes, F., Valavala, S. y Haselbach, L. "A New Test Method for Porosity Measurements of Portland Cement Pervious Concrete," J. ASTM Int. 2(1), 2005 y Crouch, L. K., Cates, M., Dotson, V. James, Jr., Honeycutt, Keith B., y Badoe, D. A. "Measuring the Effective Air Void Content of Portland Cement Pervious Pavements, " ASTM Journal of Cement, Concrete, y Agregados, 25(1), 2003.

Aumentar la porosidad del material compuesto es útil para reducir el derrame, como puede ser el derrame por la lluvia. En ciertas modalidades, las fracciones huecas también pueden reducir los hidrocarburos. Por ejemplo, los hidrocarburos, como puede ser aceite de motor goteando desde un automóvil, puede fluir hacia abajo a través del material compuesto poroso y adsorberse en las partículas del agregado, por ejemplo vidrio, donde los hidrocarburos pueden ser digeridos por las bacterias sobre el tiempo, evitando de este modo que los hidrocarburos' contaminen el suelo y/o agua subterránea Se cree que la porosidad del material compuesto permite que el material compuesto acepte muy grandes volúmenes de agua en un periodo de tiempo corto. En ciertas modalidades, el análisis de una estructura para adoquinado formada del material compuesto indicó que la estructura para adoquinado puede aceptar aproximadamente 1600 pulgadas de agua por hora. También, se cree que la porosidad hace que el mantenimiento de las estructuras para adoquinado formadas del material compuesto sea más fácil debido a que el sedimento depositado en los poros se puede eliminar con poco esfuerzo. Un flujo de aire a través del material compuesto también permite liberar calor a través de la convección mucho más rápido que en los adoquinados convencionales por lo que la estructura para adoquinado se enfria en un periodo de tiempo mucho más corto después de que se elimina una fuente de calor en relación con los adoquinados convencionales.

En ciertas modalidades, el material compuesto tiene una permeabilidad desde aproximadamente 500 hasta aproximadamente 4000, más comúnmente desde aproximadamente 1000 hasta aproximadamente 3000, aún más comúnmente desde aproximadamente 1500 hasta aproximadamente 2000 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 1650, pulgadas/hora. La permeabilidad del material compuesto se puede determinar por diversos métodos conocidos en la técnica, como puede ser: Montes, F., Haselbach, L. "Measuring Hydraulic Conductivity in Pervious Concrete," Env. Eng. Sci. 23(6), 2006 y Schaefer, V., Wang, K., Suleimman, M. y Kevern, J. "Mix Design Development for Pervious Concrete in Cold Weather Climates," Final Report, Civil Engineering, Iowa State University, 2006. Aumentar la permeabilidad del material compuesto es útil para reducir el derrame. En otras modalidades, como pueden ser aquellas descritas más adelante, el material compuesto es no poroso.

En ciertas modalidades, la composición elastomérica, después de obtener o alcanzar un estado final de curado, comúnmente tiene una resistencia a la tracción desde aproximadamente 1000 hasta aproximadamente 3000, más comúnmente desde aproximadamente 1500 hasta aproximadamente 3000, aún más comúnmente desde aproximadamente 2000 hasta aproximadamente 3000, y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 2300, psi, de acuerdo con la norma ASTM D 412 y/o ASTM D 638. En ciertas modalidades, la composición elastomérica, después de obtener o alcanzar un estado final de curado, comúnmente tiene una elongación desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 150, más comúnmente desde aproximadamente 60 hasta aproximadamente 150, aún más comúnmente desde aproximadamente 90 hasta aproximadamente 150 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 100, %, de acuerdo con la norma ASTM D 412 y/o ASTM D 638.

En ciertas modalidades, la composición elastomérica, después de obtener o alcanzar un estado final de curado, comúnmente tiene una resistencia (de Grava) al cizallamiento desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 400, más comúnmente desde aproximadamente 200 hasta aproximadamente 400, aún más comúnmente desde aproximadamente 325 hasta aproximadamente 400 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 365, ppi, de acuerdo con la norma ASTM D 624. En ciertas modalidades, la composición elastomérica, después de obtener o alcanzar un estado final de curado, comúnmente tiene una dureza Shore D de acuerdo con el durómetro Shore desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 60, más comúnmente desde aproximadamente 40 hasta aproximadamente 60, aún más comúnmente desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 60 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 54, de acuerdo con la norma ASTM D 2240. En ciertas modalidades, la composición elastomérica, después de obtener o alcanzar un estado final de curado, comúnmente tiene una resistencia al desprendimiento desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 80, más comúnmente desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 80, aún más comúnmente desde aproximadamente 65 hasta aproximadamente 80 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 75, ppi, de acuerdo con la norma ASTM D 6862.

Como se describe antes, en ciertas modalidades, la composición elastomérica contiene el producto de la reacción del prepolimero de isocianato, el isocianato polimérico, el poliol hidrófobo y el prolongador de cadena. En otras modalidades, la composición elastomérica contiene el producto de la reacción de un prepolimero intermedio, el poliol hidrófobo y el prolongador de cadena .

En las modalidades que emplean el prepolimero intermedio, el prepolimero intermedio es equivalente al componente isocianato. Dicho de otra forma, si se emplea, el prepolimero intermedio toma el lugar del componente isocianato, y por lo tanto, sirve como el componente isocianato en esas modalidades y descripciones de estas.

El prepolimero intermedio comúnmente contiene el producto de la reacción del prepolimero de isocianato, el isocianato polimérico y el poliol hidrófobo. Como una opción, el prepolimero intermedio puede contener además el producto de la reacción del prolongador de cadena. Alternativamente, el prepolimero intermedio contiene el producto de la reacción del prepolimero de isocianato, el isocianato polimérico y el prolongador de cadena. Como una opción, el prepolimero intermedio puede contener además el producto de la reacción del poliol hidrófobo.

Comúnmente, la cantidad completa del prepolimero de isocianato y el isocianato polimérico utilizado para formar la composición elastomérica se emplea para formar el prepolimero intermedio. Por el contrario, únicamente una parte del poliol hidrófobo y/o el prolongador de cadena se utilizan para formar el prepolimero intermedio, mientras que el resto del poliol hidrófobo y/o el prolongador de cadena se dejan para utilizarse como la composición resina.

Si se emplea, el prepolimero intermedio es útil para obtener un contenido de NCO deseado del componente isocianato, alterando las propiedades de curado de la composición elastomérica y alterando la viscosidad de la composición elastomérica. El prepolimero intermedio es especialmente útil para utilizarse en condiciones húmedas o mojadas, como se indica en lo anterior y como se describe más adelante. Otras ventajas también se pueden apreciar con referencia a la sección de Ejemplos más adelante .

La presente invención además proporciona un método para formar la composición elastomérica . El método consiste en los pasos para proporcionar el prepolimero de isocianato, el isocianato polimérico, el poliol hidrófobo y el prolongador de cadena. En ciertas modalidades, el método además consiste en el paso para hacer reaccionar el prepolimero de isocianato y el isocianato polimérico con el poliol hidrófobo para formar el prepolimero intermedio. En esta modalidad, el método además consiste en el paso para hacer reaccionar el prepolimero intermedio con el componente resina para formar la composición elastomérica. Comúnmente, el prepolimero intermedio se forma separado del componente resina. Alternativamente, como se describe antes, el prepolimero intermedio contiene el producto de la reacción del prepolimero de isocianato, el isocianato polimérico y el prolongador de cadena.

En una modalidad, el paso para formar la composición elastomérica además se define como los pasos separados para hacer reaccionar primero el prepolimero de isocianato y el isocianato polimérico con una cantidad del poliol hidrófobo, y como una opción, una cantidad del prolongador de cadena, para formar el prepolimero intermedio. A continuación, el prepolimero intermedio se hace reaccionar con el resto de al menos uno del prolongador de cadena y el poliol hidrófobo (es decir, el componente resina) para formar la composición elastomérica .

La presente invención además proporciona un método para formar el material compuesto. El método consiste en los pasos para proporcionar el agregado y formar la composición elastomérica. El método además consiste en el paso de aplicar la composición elastomérica al agregado para formar el material compuesto.

La composición elastomérica se puede formar por diversos métodos, como pueden ser aquellos descritos antes. En una modalidad, el método consiste en los pasos para proporcionar el prepolimero de isocianato, proporcionar el isocianato polimérico, proporcionar el poliol hidrófobo y proporcionar el prolongador de cadena. El método consiste además en el paso para hacer reaccionar el prepolimero de isocianato y el isocianato polimérico con el poliol hidrófobo para formar un prepolimero intermedio. Comúnmente, el prepolimero de isocianato y el isocianato polimérico se mezclan antes del paso para hacer reaccionar el prepolimero de isocianato y el isocianato polimérico con el poliol hidrófobo. El método consiste además en el paso para hacer reaccionar el prepolimero intermedio con la composición resina para formar la composición elastomérica. Comúnmente, los pasos de la reacción ocurren independientes entre si.

Cuando se forma de los componentes isocianato y resina, el índice de isocianato de la composición elastomérica comúnmente es desde aproximadamente 70 hasta aproximadamente 200, más comúnmente desde aproximadamente 90 hasta aproximadamente 175, aún más comúnmente desde aproximadamente 100 hasta aproximadamente 175, aún incluso más comúnmente desde aproximadamente 105 hasta aproximadamente 168 y aún incluso más comúnmente de aproximadamente 121.

La composición elastomérica se puede mencionar en la técnica como una composición de poliuretano elastomérico 2K. Los componentes isocianato y resina se mezclan para formar el producto de la reacción de la composición elastomérica. El término producto de la reacción como se utiliza en la presente se pretende que abarque todas las etapas de interacción y/o reacción entre los componentes isocianato y resina, incluyendo los productos de la reacción de los componentes isocianato y resina, incluso cuando el producto de la reacción hace contacto con el agregado para formar el material compuesto. En general, el producto de la reacción empieza a formarse cuando los componentes isocianato y resina entran en contacto entre sí .

Comúnmente, el paso para aplicar además se define como recubrir el agregado con la composición elastomérica. Un método adecuado de recubrimiento incluye el recubrimiento con tambor giratorio del agregado con la composición elastomérica en un aparato. Los aparatos adecuados incluyen, pero no se limitan a, aquellos descritos más adelante. Comúnmente, los pasos para formar y aplicar son contemporáneos .

En ciertas modalidades, el material compuesto está al menos parcialmente sumergido en el agua después del paso para aplicar la composición elastomérica al agregado. Por tal, la composición elastomérica cura a un estado final de curado mientras está parcial o completamente sumergido en el agua. Comúnmente, una superficie de la composición elastomérica, es decir, una interfaz entre la superficie de la composición elastomérica formadora y el agua, está prácticamente libre de la formación de burbujas durante el curado de la composición elastomérica mientras el material compuesto está sumergido en agua. La falta de formación de burbujas antes mencionada es especialmente verdadera cuando se emplea el prepolimero intermedio, como se indica en lo anterior. Estas modalidades se pueden encontrar a lo largo de las lineas costeras, como se introduce antes.

Comúnmente, la superficie de la composición elastomérica está prácticamente libre de formación de burbujas durante el paso para aplicar la composición elastomérica. Específicamente, la naturaleza hidrófoba de la composición elastomérica origina poco o ningún burbujeo en la superficie de la composición elastomérica durante la formación, incluso en la presencia de agua, como puede ser cuando el material compuesto se está formando (es decir, curando) en el agua. Dicho de otra forma, poca o ninguna espumación ocurre durante la formación del material compuesto. Por ejemplo, si los componentes isocianato y resina se mezclan, degasifican, y vierten en el agua mientras aún están líquidos y se les permite curar en un elastómero duro, la superficie del elastómero en la interfaz entre el elastómero y el agua en general no muestra señal de formación de burbujas, turbidez, arrugamiento, y/u otro tipo de arañazos superficiales.

En general, cuando los componentes isocianato y resina entran en contacto entre si, como puede ser mezclando juntos los componentes isocianato y resina, los componentes isocianato y resina empiezan a reaccionar para formar el producto de la reacción. El producto de la reacción de la composición elastomérica, durante la formación, adhiere el agregado junto para formar el material compuesto. Se debe apreciar que el producto de la reacción puede empezar a formarse sobre un periodo de tiempo anterior a la introducción del agregado. Esto es especialmente verdadero si el artículo compuesto se va a formar parcial o completamente en el agua. Por ejemplo, al producto de la reacción se le puede permitir reaccionar durante aproximadamente 1 hasta aproximadamente 25 minutos antes de introducir el agregado. Comúnmente, el agregado se introduce antes de que el producto de la reacción alcance un estado final de curado. También se debe apreciar que la reacción entre los componentes isocianato y resina se puede demorar durante algún periodo de tiempo después de que los componentes isocianato y resina entran en contacto entre sí .

La reacción entre los componentes isocianato y resina comúnmente se menciona en la técnica como un reticulado o una reacción reticulada, lo que en general resulta en la construcción de cadenas moleculares, es decir, peso molecular, en el producto de la reacción para producir una estructura reticulada. La reacción de los componentes isocianato y resina puede ocurrir a diversas temperaturas, como puede ser temperatura ambiente, aunque se puede aplicar calor a uno o más de los componentes para activar y/o acelerar la reacción entre los componentes isocianato y resina. En ciertas modalidades, aunque depende en parte de los componentes específicos empleados, la aplicación de calor acelera la reacción entre los componentes isocianato y resina. Comúnmente, al menos uno de los pasos de reacción ocurre en al menos un recipiente de reacción, como puede ser cuando se forma el prepolímero intermedio.

El material compuesto se puede utilizar para diversas aplicaciones y en diversos lugares. Por ejemplo, el material compuesto se puede moldear, enrazar, compactar o aplanar para formar el adoquinado. Ejemplos de aplicaciones que emplean el material compuesto incluyen, pero no se limitan a, formar muros de contención, lechos de vías férreas, adoquinado, aceras, patios, caminos, parques infantiles, pistas, características del paisaje, áreas de lanzamiento de botes, etc. Esas aplicaciones del material compuesto se pueden utilizar para evitar la erosión y/o para reducir la transmisión de sonido. Las aplicaciones antes mencionadas se pueden formar mediante métodos conocidos por los expertos en la técnica respectiva, como pueden ser las técnicas de ingeniería civil y construcción de carreteras. Por ejemplo, un proceso de adoquinado convencional se puede utilizar pero para el reemplazo de concreto con el material compuesto de la presente invención.

Como otro ejemplo, ciertas modalidades de adoquinado se pueden formar y terminar de forma similar al concreto de aplastamiento bajo. El material compuesto se puede mezclar en un proceso por lotes, en una escala pequeña, utilizando un mezclador de concreto o mortero. La composición elastomérica se mezcla y adiciona al agregado en el mezclador, se combina durante unos pocos minutos y después se coloca en las formas. Una cuchara vibratoria se puede utilizar para proporcionar una ligera compactación/sedimentación del material compuesto en las formas. Se puede obtener un terminado liso trabajando la superficie con una aplanadora mecánica (cuchilla Fresno) o una allanadora y los bordes alrededor de las formas se pueden terminar con una espátula.

Dependiendo de las condiciones climáticas, el material compuesto puede ser no pegajoso dentro de aproximadamente 4 a 6 horas, se puede caminar sobre él en aproximadamente 24 horas y comúnmente ha obtenido aproximadamente 95% de su dureza final dentro de 72 horas. Si la superficie es para manejar sobre ella, comúnmente puede resistir la fuerza del tráfico vehicular después de aproximadamente 4 días. Como una opción, un recubrimiento superficial de poliuretano alifático se puede dispersar o enrollar después de que el material compuesto es no pegajoso para asegurar una superficie que es muy estable a las fuerzas de torsión, como puede ser de las llantas girando sobre él. También, arena u otros agregados pequeños o finos se pueden esparcir sobre el recubrimiento superior del curado para proporcionar una superficie antiderrapante en inclinaciones o áreas con alto tráfico peatonal.

Comúnmente, el material compuesto, una vez curado, es auto estable. Dicho de otra forma, no se necesita una estructura para soportar, o que esté incrustada dentro, del material compuesto. Un ejemplo de una estructura de soporte convencional utilizada para las aplicaciones de adoquinado es GEOBLOCK®, disponible comercialmente de PRESTOGEO SISTEMAS® de Appleton, WI . Una desventaja de utilizar esa estructura de soporte es que la estructura de soporte tiene un coeficiente de expansión térmica significativamente mayor que un coeficiente de expansión térmica del agregado del material compuesto, por ejemplo vidrio. Específicamente, el coeficiente de expansión térmica del agregado comúnmente es menor que el coeficiente de expansión térmica de la estructura de soporte. La diferencia entre el coeficiente de expansión térmica entre el agregado y la estructura de soporte puede resultar en falla del material compuesto.

Por tal, en ciertas modalidades de la presente invención, el material compuesto de la presente invención, una vez curado, está completamente libre de una estructura de soporte suplementaria, por ejemplo GEOBLOC ®. Por ejemplo, el material compuesto se puede utilizar para aplicaciones de adoquinado sin depender de la estructura de soporte. Sorprendentemente, la composición elastomérica de la presente invención permite la exclusión de esas estructuras de soporte, las cuales pueden impactar negativamente el curado de los artículos compuestos incluyéndolos, como puede ser alabeo o deformación del adoquinado debido a las diferencias de expansión y contracción entre el material compuesto y la estructura de soporte incrustada o subyacente.

El material compuesto ya sea antes de o después del estado final de curado, se puede formar en diversas formas de dimensiones variables. Por ejemplo, el material compuesto esencialmente puede ser plano (por ejemplo cuando el material compuesto se emplea como adoquinado) con un espesor desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 6.0, más comúnmente desde aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 4.0, y aún más comúnmente desde aproximadamente 2.0 hasta aproximadamente 3.0, pulgadas. Se debe apreciar que el espesor del material compuesto, dependiendo de su aplicación, puede ser uniforme o puede variar .

Una vez que la composición elastomérica del material compuesto empieza a curar, el material compuesto únicamente permanece plegable o que se puede trabajar durante un tiempo limitado hasta que el material compuesto alcanza un estado de curado de modo que el material compuesto ya no es plegable o no se puede trabajar. Comúnmente, el material compuesto tiene un tiempo de trabajo desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 40, más comúnmente desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 30 y aún más comúnmente desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20, minutos. En una modalidad, el material compuesto tiene un tiempo de trabajo desde aproximadamente 30 hasta 45 minutos. Una vez que la composición elastomérica cura totalmente, el material compuesto está totalmente formado. El material compuesto, incluso cuando cura completamente, puede ser procesado posteriormente, como puede ser cortando o lijando el material compuesto para diversas aplicaciones. El tiempo de curado final del material compuesto puede ser afectado por muchas variables. Comúnmente, el material compuesto alcanza un estado final de curado después de aproximadamente 30 dias a una temperatura promedio de aproximadamente 72 °F y una humedad relativa promedio de aproximadamente 50%.

En los métodos anteriores, el paso para recubrir el agregado con la composición elastomérica se puede realizar a través de muchos métodos diferentes y puede ser un proceso por lote, semi-lote, o continuo. En una modalidad, el agregado y la composición elastomérica se mezclan durante un periodo de tiempo. Se debe apreciar que la composición elastomérica se puede formar antes de o durante la introducción al agregado. Alternativamente, el agregado, el componente isocianato, y el componente resina, se pueden introducir al mismo tiempo y mezclarlos. El orden de adición de los componentes para formar el material compuesto puede ser cualquiera. El periodo de tiempo mencionado antes es el periodo de tiempo durante el cual la composición elastomérica se mezcla con el agregado. El periodo de tiempo es suficiente para recubrir el agregado con la composición elastomérica y comúnmente es desde aproximadamente 10 segundos hasta aproximadamente 10 minutos y más comúnmente desde aproximadamente 10 segundos hasta aproximadamente 5 minutos. El agregado recubierto con la composición elastomérica comúnmente se separa del mezclador o cualquier otro aparato antes de curar totalmente la composición elastomérica para formar el material compuesto.

La composición elastomérica y el agregado se pueden mezclar mediante cualquier método conocido en la técnica, incluyendo tambores rotatorios, mezcladores por lote de un solo eje, mezcladores por lote de dos ejes, tambores con cuchillas en espiral, etc. En otra modalidad de la presente invención, el paso para recubrir el agregado con la composición elastomérica se realiza por dispersión. En esta modalidad, la composición elastomérica puede ser al menos parcialmente formada antes de o durante el paso de dispersión. La dispersión se puede realizar mediante cualquier método conocido en la técnica, como puede ser mediante mezclando por impacto de los componentes en la composición elastomérica, mezclado mecánico y dispersión, etc. Un ejemplo específico de un aparato adecuado para formar el material compuesto se describe en PCT/EP2010/058989, la cual se incorpora a la presente para referencia en su totalidad. Se debe apreciar que el agregado puede ser estacionario o, alternativamente, el agregado se puede colocar en un tambor giratorio u otro tambor móvil para aumentar el área superficial del agregado expuesto a la composición elastomérica dispersada a medida que el agregado está en movimiento en el tambor giratorio o el otro tambor móvil. El agregado también se puede dispersar mientras se coloca la roca a lo largo de un área, por ejemplo una zona costera, en la cual se va a formar el material compuesto. Como se describe antes, cuando el agregado se dispersa mientras el agregado está en el tambor giratorio, el agregado recubierto con la composición elastomérica comúnmente se separa del tambor giratorio antes de que la composición elastomérica aglomerante cure totalmente para formar el material compuesto.

Cuando la composición elastomérica se dispersa, se debe apreciar que el componente isocianato y el componente resina se pueden mezclar antes de o después de salir de una tobera del aspersor. En una modalidad, los componentes resina e isocianato son corrientes separadas cuando salen de la tobera del aspersor y se mezclan antes de recubrir el agregado. En otras modalidades, los componentes resina e isocianato se premezclan antes de salir de la tobera del aspersor. Por ejemplo, en una modalidad, el prepolimero intermedio se forma antes de formar la composición elastomérica.

Después de que el agregado se recubre con la composición elastomérica y después del mezclado optativo del mismo, la composición elastomérica cura para formar el material compuesto. En las modalidades donde el agregado, por ejemplo roca y la composición elastomérica se mezclan en el mezclador, la composición elastomérica comúnmente se cura fuera del mezclador. Por ejemplo, el material compuesto se puede colocar a lo largo de una zona costera que se va a reforzar antes de que cure completamente la composición elastomérica.

Se debe apreciar que al menos una capa, como puede ser una capa de compensación, se puede colocar en la zona costera antes de colocar el agregado recubierto con la composición elastomérica sobre él para aumentar más la durabilidad y adhesión del material compuesto. En una modalidad, la capa de compensación se coloca en la zona costera y el agregado recubierto con la composición elastomérica se coloca sobre ella antes de que cure completamente la composición elastomérica. El curado de la composición elastomérica comúnmente es pasivo, es decir, no hay necesidad de un paso afirmativo, como puede ser el calentamiento, etc., para curar la composición aglomerante y el curado ocurre naturalmente.

Comúnmente, la necesidad para que el material compuesto salga donde el agua está suponiendo una amenaza de erosión de una zona costera y por lo tanto la eliminación de agua puede demandar mucho tiempo, ser difícil y molesto. La composición elastomérica, especialmente cuando se emplea el prepolímero intermedio, se puede curar en la presencia de agua al mismo tiempo que mantiene excelente resistencia cohesiva entre la composición elastomérica y el agregado, por ejemplo roca. La habilidad para curar en la presencia de agua se puede atribuir a los componentes del sistema, como puede ser el poliol hidrófobo. La presencia de agua puede ser de diversas fuentes, como puede ser lluvia, marea alta, olas de un cuerpo de agua contiguo a la zona costera, etc. Además, como se describe antes, se debe apreciar que la composición elastomérica se puede curar mientras está en el agua, es decir, mientras está parcial o completamente sumergida, al mismo tiempo que mantiene excelente cohesión entre la composición elastomérica y el agregado, excelente durabilidad y excelente compresibilidad del material compuesto formado de ellos. La habilidad para curar bajo el agua mejora mucho la versatilidad de la composición elastomérica y el material compuesto formado de ellos.

El material compuesto también puede curar al menos parcialmente en un molde, el cual puede ser un molde de tipo cerrado o de tipo abierto. El molde puede definir una cavidad que prácticamente encapsula el agregado recubierto con la composición elastomérica o, alternativamente, puede definir una cavidad abierta que prácticamente no encapsula el agregado recubierto con la composición elastomérica. Adicionalmente, el molde puede ser un molde de inyección por reacción (RI ) en donde los componentes isocianato y resina son inyectados de forma separada hacia el molde que tiene el agregado colocado en él. Los moldes pueden ser útiles para formar diversas formas del material compuesto, como pueden ser ladrillos.

Para reiterar, dependiendo en parte del entorno en el que se emplea el sistema, el poliol hidrófobo es útil para evitar y/o llevar al mínimo una reacción competitiva entre el prepolímero de isocianato, el isocianato polimérico y las moléculas de agua. Adicionalmente, el poliol hidrófobo reacciona con el prepolímero de isocianato y/o el isocianato polimérico para formar la composición elastomérica . El agua y grupo funcional NCO que contienen los componentes, es decir, el prepolímero de isocianato y el isocianato polimérico, fácilmente reacciona en la presencia de uno y otro. Cuando una composición convencional se expone al agua antes de curar completamente, la reacción competitiva entre el agua y los componentes isocianato pueden tener efectos indeseables en el material compuesto convencional resultante, como puede ser durabilidad reducida, resistencia cohesiva reducida, resistencia a la tracción reducida, etc. Sin embargo, en la presente invención, el componente resina tiene una fuerte aversión por el agua, reduciendo con esto la interacción y la reacción competitiva entre el componente isocianato y el agua. Cuando el material compuesto de la presente invención se utiliza para muros de contención, la composición elastomérica frecuentemente se expone al agua antes de curar completamente, como se describe antes.

La estructura compuesta para adoquinado de la presente invención se describirá ahora. La estructura compuesta para adoquinado contiene una capa de circulación base y capa de circulación de desgaste. La capa de circulación de desgaste comúnmente se coloca arriba de la capa de circulación base. Las capas pueden estar en contacto entre si, o una o más capas interpuestas pueden separar las capas, como se describe más adelante.

La capa de circulación de desgaste contiene agregado y una composición elastomérica . El agregado de la capa de circulación de desgaste contiene desde aproximadamente 30 hasta 100 % en peso de vidrio y desde 0 hasta aproximadamente 70 % en peso de roca, cada uno con base en 100 partes en peso del agregado de la capa de circulación de desgaste. En ciertas modalidades, el agregado contiene 100 % en peso de vidrio. La roca se puede adicionar para proporcionar cambios estéticos o funcionales en la capa de circulación de desgaste. El agregado de la capa de circulación de desgaste es como se describe y ejemplifica antes con la descripción del material compuesto. Un ejemplo especifico de agregado es el vidrio tratado en la superficie que tiene un diámetro promedio de aproximadamente 0.25 pulgadas o menos. Como se describe antes, el vidrio puede incluir el tratamiento en la superficie que contiene al menos uno de un grupo silano, un grupo silanol, o combinaciones de estos.

Ejemplos específicos de vidrio tratado en la superficie se describen en PCT/US 10/58582, como primero se introduce antes. El tratamiento en la superficie es útil para aumentar el aglomerado de la composición elastomérica al agregado.

La composición elastomérica es como se describe y ejemplifica antes con la descripción del material compuesto. La composición elastomérica puede estar presente en la capa de circulación de desgaste en diversas cantidades, comúnmente en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10 partes en peso con base en 100 partes en peso de la capa de circulación de desgaste. Se debe apreciar que también se pueden emplear cantidades adicionales de la composición elastomérica, como puede ser para reducir la porosidad de la capa de circulación de desgaste llenando los espacios huecos de ésta. En ciertas modalidades, la composición elastomérica incluye el componente colorante.

El agregado de circulación base puede ser el mismo o diferente al agregado de la capa de circulación de desgaste, como puede ser diferente en tipo, tamaño, distribución del tamaño de partícula, etc. El agregado de la capa de circulación base es como se describe y ejemplifica antes con la descripción del material compuesto. Ejemplos específicos de agregado incluyen piedra triturada, por ejemplo piedra caliza, desde aproximadamente 0.375 hasta aproximadamente 0.75 pulgadas o de vidrio con un diámetro promedio desde aproximadamente 0.375 hasta aproximadamente 0.5 pulgadas. El agregado de la capa de circulación base es no aglomerado, considerando que el agregado de la capa de circulación de desgaste se aglomera mediante la composición elastomérica .

Comúnmente, la capa de circulación de desgaste es porosa; sin embargo, en ciertas modalidades, la capa de circulación de desgaste es no porosa. La porosidad de la capa de circulación de desgaste se puede controlar por el nivel de compactación de la capa de circulación de desgaste, y/o por los métodos descritos y ejemplificados antes, por ejemplo la composición elastomérica aumentada, uso de finos, etcétera.

En ciertas modalidades, ambas capas de circulación, de desgaste y base, son porosas. La porosidad de la capa de circulación base se puede controlar por el nivel de compactación de la capa de circulación base, por ejemplo compactada hasta aproximadamente 90% de proctor modificado, mediante la distribución de tamaño del agregado, etc.

La estructura compuesta para adoquinado además puede contener una capa de circulación de estrangulación choker) , la cual está intercalada entre las capas de circulación de desgaste y base, La capa de circulación de estrangulación contiene agregado y es diferente a las capas de circulación de desgaste y base. El agregado de la capa de circulación de estrangulación es diferente al agregado de las capas de circulación desgaste y base, como pueden ser diferentes en tipo, tamaño, distribución de tamaño de partícula, etc. El agregado de la capa de circulación de estrangulación es como se describe y ejemplifica antes con la descripción del material compuesto. Ejemplos específicos de agregado incluyen agregado triturado con un diámetro promedio desde aproximadamente 0.25 hasta aproximadamente 0.375 pulgadas. El agregado de la capa de circulación de estrangulación es no aglomerado. La capa de circulación de estrangulación puede ser útil para evitar la migración de la sedimentación a través de la estructura o capas de ésta.

La estructura compuesta para adoquinado además puede tener una capa geosintética, la cual está colocada debajo de la capa de circulación de desgaste. Si se emplea, la capa geosintética también se puede colocar debajo de la capa de circulación de estrangulación (si también se emplea) , debajo de la capa de circulación base, o en una combinación de lugares. Se debe apreciar que la capa geosintética puede incluso envolver parcialmente una de las otras capas, como pueden ser los bordes externos de la capa de circulación base. Ejemplos de geosintéticos adecuados 28, para los propósitos de la presente invención, incluyen geotextiles, georrej illas, georredes, geomembranas, forros de arcilla geosintética, geoespuma, celdas de drenado/infiltración, geocompuestos, etc. En ciertas modalidades que emplean la capa geosintética, la capa geosintética es un geotextil, como puede ser un geotextil no tejido. Si se emplea, el geotextil puede tener una velocidad e infiltración suficiente, como puede ser de aproximadamente 90 gal/min por pie2. El geosintético puede ser útil para evitar la migración de la sedimentación a través de la estructura para adoquinado o capas de ésta.

La estructura compuesta para adoquinado además puede incluir un recubrimiento superior superficial colocado en una superficie de la capa de circulación de desgaste contraria a la capa de circulación base. El recubrimiento superior se puede formar en diversos espesores, como pueden ser 5 milipulgadas o mayor y puede contener la composición elastomérica . Si el recubrimiento superior no se forma de la composición elastomérica, se puede formar de una composición estable UV, como puede ser de una composición de elastómero de poliuretano de UV estable. La estabilidad UV se puede impartir a través del uso de uno o más aditivos conocidos en la técnica, y/o del uso de un isocianato alifático. El recubrimiento superior es útil para evitar la exfoliación del agregado de la capa de circulación de desgaste. El recubrimiento superior superficial también se puede utilizar para reducir la porosidad de la estructura para adoquinado. Arena u otros finos se pueden esparcir sobre la capa de circulación de desgaste antes de que la composición elastomérica 30 alcance un estado final de curado para proporcionar resistencia al derrapamiento . El recubrimiento superior se puede entintar con un colorante para proporcionar una apariencia estética o dejarse con el color natural. El recubrimiento superior superficial se puede aplicar a la capa de circulación de desgaste mediante dispersión y/o por medio de rodillos.

La estructura compuesta para adoquinado se puede formar por varios métodos conocidos en la técnica, como puede ser por un método empleado para formar adoquinados convencionales. La estructura compuesta para adoquinado se puede formar en el sitio o fuera del sitio. Comúnmente, la estructura compuesta para adoquinado se forma en un sitio donde se desea una carretera, vía, estacionamiento, avenida, terraplén, etcétera.

Ahora se describirán los métodos para formar la estructura compuesta para adoquinado, más específicamente, se describirán los métodos para adoquinar un área con la estructura compuesta para adoquinado. El área puede estar arriba del suelo, como puede ser un área definida por formas o un molde, o puede ser tierra o una estructura similar misma. La presente invención no está limitada a ningún área particular. El área generalmente incluye una cavidad. La cavidad se puede formar excavando una parte del suelo o preparando formas arriba del suelo donde las formas definen la cavidad. Se debe apreciar que las formas también se pueden utilizar debajo del suelo.

El método consiste en el paso de colocar agregado en la cavidad para formar la capa de circulación base. Esto se puede hacer solamente descargando y, como una opción, nivelando una cantidad de agregado en la cavidad. Como se describe antes, la capa de circulación base se puede compactar para reducir la porosidad de la capa de circulación base.

El método además consiste en el paso de recubrir el agregado de la capa de circulación de desgaste con la composición elastomérica para formar un material compuesto. El material compuesto generalmente es el mismo que el material compuesto descrito y e emplificado antes. El recubrimiento del agregado se puede obtener en diversas formas, como puede ser dispersando o revolviendo con tambor giratorio el agregado con la composición elastomérica. Por ejemplo, el material compuesto se puede formar en un sinfín/mezclador, o un aparato como se describe y ejemplifica antes. Comúnmente, recubrir en tambor giratorio proporcionará un material compuesto más fuerte, una vez curado. El agregado se puede mantener en supersacks a prueba de agua para su entrega en el sitio. Los componentes de la composición elastomérica aglomerante se pueden mantener en contenedores que incluyan medios desecantes hasta que se empleen, como pueden ser contenedores desecantes con tapa. Llevar al mínimo la contaminación de agua es útil para evitar la reacción prematura de la composición elastomérica durante la formación de la capa de circulación de desgaste.

El método además consiste en colocar el material compuesto en la cavidad para formar la capa de circulación de desgaste, como puede ser la basculación física y como una opción, nivelando, el material compuesto en la cavidad. Como se describe antes, la capa de circulación de desgaste se puede compactar para reducir la porosidad de la capa de circulación de desgaste .

El método puede incluir uno o más pasos optativos, dependiendo de la modalidad de la estructura compuesta para adoquinado. Estos pasos generalmente incluyen: colocar un geosintético en la cavidad para formar la capa geosintética; colocar agregado en la cavidad para formar la capa de circulación de estrangulación; posicionar formas alrededor de un perímetro del área; enrazar el material compuesto; compactar el material compuesto para reducir la porosidad de la capa de circulación de desgaste; terminar una superficie de la capa de circulación de desgaste para orientar el agregado de la superficie en una relación plana entre sí e impartir a la superficie un perfil plano en una sección transversal para resistir la exfoliación de la capa de circulación de desgaste; y aplicar un recubrimiento superior a la superficie de la capa de circulación de desgaste después del paso de terminado para formar el recubrimiento superior de la superficie.

Si se emplea, enrazar se puede realizar con una enrasadora, enrasadora de rodillo, enrasadora manual, enrasadoras que tienen reglas o reglas vibradoras de magnesio, etc. Terminar la superficie de la capa de circulación de desgaste se puede obtener mediante la manipulación de una herramienta de terminación a lo largo de la superficie para terminar la superficie de la capa de circulación de desgaste. Las herramientas adecuadas incluyen una allanadora, una cuchilla Fresco, etc. Otro equipo para formar y terminar la estructura compuesta para adoquinado se describe y ejemplifica antes con la descripción del material compuesto. Por ejemplo, se puede utilizar una cinta transportadora de áridos Telebelt® para colocar el material compuesto enfrente de una enrasadora mientras coloca y enraza el material compuesto para formar la capa de circulación de desgaste.

El método también puede incluir la clasificación (o segregación) del agregado para utilizarse en la capa de circulación de desgaste. La clasificación se puede obtener mediante clasificadores convencionales. En ciertas modalidades, el agregado, por ejemplo vidrio, de la capa de circulación de desgaste tiene no más de 5% de finos que pasan una malla #200. En ciertas modalidades, lo mismo es verdadero para el agregado de las capas de circulación base y de estrangulación. Conservar los finos a un mínimo ayuda a llevar al máximo la porosidad de la estructura compuesta para adoquinado. Segregar el agregado en diferentes intervalos de diámetro promedio para cada una de las capas respectivas también ayuda a mantener la naturaleza porosa de la estructura para adoquinado para el manejo máximo de agua. Un ejemplo de una gradación de los agregados para una modalidad de la capa de circulación de desgaste se muestra en la TABLA A abajo. Se debe apreciar que la presente invención no está limitada a los números particulares que se muestran y que también se pueden utilizar otros intervalos y distribuciones .

TABLA A.

Refiriéndonos ahora a las Figuras, la Figura 1 es una vista transversal parcial de una estructura para adoquinado 20 que muestra la migración de agua 22 a través de la estructura para adoquinado 20. La estructura para adoquinado 20 incluye la capa de circulación de desgaste 24 y la capa de circulación base 26. La capa de circulación de desgaste 24 tiene un espesor i y la capa de circulación base 26 tiene un espesor T2.

La capa de circulación de desgaste 24 comúnmente es porosa; sin embargo, hay modalidades donde la capa de circulación de desgaste 24 es no porosa. El espesor Ti de la capa de circulación de desgaste 24 puede variar dependiendo de la aplicación final como pueden ser adoquinados para caminar o manejar, es decir, los adoquinados para manejar serán más gruesos debido a los requisitos de carga aumentados. La capa de circulación de desgaste 24 comúnmente tiene un espesor promedio Ti desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 5, más comúnmente desde aproximadamente 2.5 hasta aproximadamente 3.5, pulgadas. Lo mismo es verdadero para la capa de circulación base 26; sin embargo, comúnmente es más gruesa que la capa de circulación de desgaste 24. La capa de circulación base 26 comúnmente tiene un espesor promedio T2 de al menos aproximadamente 2, más comúnmente desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 12, alternativamente al menos 4, aún más comúnmente desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 8, pulgadas. Se debe apreciar que el espesor T de cada una de las capas 24, 26 no están dibujadas a escala y pueden ser de tamaño más grande o más pequeño y esos espesores T pueden ser uniformes o pueden variar. La estructura para adoquinado 20 también puede incluir base de almacenamiento adicional o almacenamiento subterráneo (no se muestra) debajo de la capa de circulación base 26.

Con el fin de colocar esa estructura para adoquinado 20, el suelo natural 28 (o tierra) comúnmente se excava a una profundidad apropiada para las condiciones climáticas y el drenado del suelo natural 26 regionales. En algunos climas del Noreste esto puede ser de cuando mucho 24 pulgadas, si no es que más. Se debe apreciar que la excavación puede no necesitarse, por ejemplo cuando la estructura para adoquinado 20 se construye en la parte superior del suelo natural 28.

La Figura 2 es una vista parcial transversal de una estructura para adoquinado 20 que incluye una capa de circulación de estrangulación 30. La capa de circulación de estrangulación 30 tiene un espesor T3. El espesor T3 de la capa de circulación de estrangulación 30 puede variar dependiendo de la aplicación final como pueden ser adoquinados para caminar o manejar, es decir, los adoquinados para manejar pueden ser más gruesos debido a los requisitos de carga aumentada. La capa de circulación de estrangulación 30 comúnmente tiene un espesor promedio T3 desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 2.5, más comúnmente desde aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 2.05, aún más comúnmente de aproximadamente 1.5, pulgadas.

La Figura 3 es una vista parcial transversal de una estructura para adoquinado 20 que incluye una capa geosintética 32. El espesor de la capa geosintética 32 puede variar dependiendo de la aplicación final como puede ser adoquinados para caminar o manejar. Aunque no se muestra, la capa geosintética 32 se puede extender hacia y/o alrededor de otra de las capas, como puede ser alrededor de la capa de circulación base 26. Se debe apreciar que en ciertas modalidades la estructura para adoquinado 20 puede incluir la capa geosintética 32 y excluir la capa de circulación de estrangulación 30.

La Figura 4 es una vista alargada que representa una modalidad porosa de la capa de circulación de desgaste 24, por ejemplo la capa de circulación de desgaste 24 de la Figura 1. La capa de circulación de desgaste 24 incluye la composición elastomérica 34 en un estado curado y el agregado 36. Comúnmente, la composición elastomérica 34 curada está de práctica a completamente libre de burbujas y/o huecos en si misma. La capa de circulación de desgaste 24 define una pluralidad de espacios huecos 38. Se debe apreciar que el agregado 36 puede estar completa o parcialmente encapsulado por la composición elastomérica 34. Comúnmente, cuando la capa de circulación de desgaste 24 está en una configuración porosa, hay poco o ningún fino dentro de la capa de circulación de desgaste 24 o espacios huecos 38 de ésta.

La Figura 5 es una vista alargada que representa una modalidad no porosa de la capa de circulación de desgaste 24. Como se representa, los espacios huecos 38 son más pequeños en número y en tamaño en relación con la capa de circulación de desgaste 24 representada en la Figura 4. Esa transición de la capa de circulación de desgaste 24 de un estado poroso a un estado no poroso puede ocurrir a partir de una cantidad aumentada de la composición elastomérica 34 en relación con la cantidad de agregado 36, de la compactación aumentada durante la instalación, y/o de una distribución diferente de tamaño del agregado 36 donde el agregado 36 más pequeño o incluso finos (no se muestran) llena muchos, si no es que todos, los espacios huecos 38. En otras modalidades (no se muestran) , la capa de circulación de desgaste 24 puede no tener espacios huecos 38.

Los siguientes ejemplos, que muestran el sistema, composiciones elastoméricas y materiales compuestos de la presente invención, se pretende que muestren y no que limiten la invención.

EJEMPLOS Se prepararon ejemplos de los componentes resina e isocianato del sistema. Ejemplos de la composición elastomérica también se prepararon. Los componentes resina e isocianato se formaron mezclando sus componentes respectivos en un recipiente. El recipiente es un contenedor capaz de resistir la agitación y tener resistencia a la reactividad química. Los componentes resina e isocianatos se mezclaron utilizando un mezclador durante 1 a 3 minutos de 1000 a 3500 rpm. Los componentes resina e isocianato se mezclaron en una manera similar para formar las composiciones elastoméricas .

La cantidad y tipo de cada componente utilizado para formar los Componentes Resina e Isocianato se indican en las TABLAS I y II abajo con todos los valores en partes en peso (pbw) con base en 100 partes en peso del componente Resina o Isocianato respectivo a menos que se indique de otro modo. El símbolo '-' indica que el componente está ausente del Componente Resina o isocianato respectivo.

TABLA J TABLA. II El poliol hidrófobo 1 es un poliol de poliéter/poliéster ramificado que tiene un valor hidroxilo desde 160-185 mg KOH/g y una funcionalidad de aproximadamente 3.5, disponible comercialmente de Cognis Corporation.

El poliol hidrófobo 2 es un poliol de poliéter/poliéster ligeramente ramificado que tiene un valor hidroxilo desde 210-245 mg KOH/g y una funcionalidad de aproximadamente 2.1, disponible comercialmente de Cognis Corporation.

El poliol hidrófobo 3 es un poliol de poliéter/poliéster ramificado que tiene un valor hidroxilo desde 160-185 mg KOH/g y una funcionalidad de aproximadamente 3.5, disponible comercialmente de Cognis Corporation.

El poliol hidrófobo 4 es un diol alifático ligeramente ramificado que tiene un valor hidroxilo desde 117-130 mg KOH/g y una funcionalidad de aproximadamente 2.2, disponible comercialmente de Cognis Corporation.

El poliol hidrófobo 5 es un poliol de poliéter/poliéster ramificado que tiene un valor hidroxilo desde 300-330 mg KOH/g y una funcionalidad de aproximadamente 3.0, disponible comercialmente de Cognis Corporation.

El poliol hidrófobo 6 es aceite de ricino, disponible comercialmente de Eagle Specialty Productos, Inc.

El poliol suplementario es un poliol trifuncional formado adicionando óxido de propileno a un iniciador de glicerina, con un índice hidroxilo desde 388-408 mg KOH/g, disponible comercialmente de BASF Corporation.

El Prolongador de cadena es DPG.

El tamiz molecular 1 es Pasta Baylith, disponible comercialmente de JACAAB L.L.C. de St. Louis, MO.

El tamiz molecular 2 es Molecular Sieve 3A.

El aminosilano es SILQUEST® A-1100, disponible comercialmente de omentive Performance Productos.

El agente anti-espumante 1 es Antifoam SA, disponible comercialmente de Dow Corning.

El agente anti-espumante 2 es Antifoam A, disponible comercialmente de Dow Corning.

El sílice ahumado es AEROSIL R-972, disponible comercialmente de Evonik Degussa.

El prepolimero de isocianato es un prepolímero liquido, modificado de cadena corta con base en 4 , 41 -MDI puro y que tiene un contenido de NCO de 22.9% en peso, disponible comercialmente de BASF Corporation.

El isocianato polimérico es un P DI con una funcionalidad de aproximadamente 2.7 y un contenido de NCO de 31.5% en peso, disponible comercialmente de BASF Corporation.

Los ejemplos 1-4 son ejemplos comparativos y los ejemplos 5 y 6 son ejemplos de la inventiva. El ejemplo 2 tiene reproducibilidad pobre. El ejemplo 3 es susceptible al agua, provocando falla de los materiales compuestos formados de ellos. Los ejemplos 4, 5 y 6 tienen excelente hidrofobicidad y propiedades de resistencia.

Para evaluar las propiedades físicas de los materiales compuestos, se realizaron diversos análisis. La resistencia de trituración (o resistencia a la compresión) se determinó de acuerdo con la norma AST D 1621. La resistencia a la flexión se determinó de acuerdo con la norma ASTM D 790. El modulo de flexión se determinó de acuerdo con la norma ASTM D 790. La porosidad (o volumen hueco) se determinó mediante cualquiera de los métodos descritos en: Montes, F., Valavala, S., y Haselbach, L. "A New Test Method for Porosity Measurements of Portland Cement Pervious Concrete," J. ASTM Int. 2(1), 2005 y Crouch, L. K., Cates, M., Dotson, V. James, Jr., Honeycutt, eith B., y Badoe, D. A. "Measuring the Effective Air Void Content of Portland Cement Pervious Pavements, " ASTM Journal of Cement, Concrete, and Aggregates, 25(1), 2003. La permeabilidad se determinó mediante cualquiera de los métodos descritos en: Montes, F., Haselbach, L. "Measuring Hydraulic Conductivity in Pervious Concrete," Env. Eng. Sci. 23(6), 2006 y Schaefer, V., Wang, K., Suleimman, M. y Kevern, J. "Mix Design Development for Pervious Concrete in Cold Weather Climates, " Final Report, Civil Engineering, Iowa State University, 2006 Los resultados del análisis físico de las composiciones elastoméricas de los Ejemplos 1-5 se indican en la TABLA III abajo. El símbolo '— ' indica que el resultado no se analizó u obtuvo.

TABLA III Los resultados del análisis físico de la composición elastomérica de Ejemplo 6, así como el material compuesto incluyendo el mismo y el agregado se indican en la TABLA IV abajo. Para formar el material compuesto, se mezclaron 4.2% en peso de la composición elastomérica con 95.8% en peso de agregado, el cual en el Ejemplo 6 abajo es 100% vidrio con un diámetro promedio de aproximadamente 1/4 de pulgada. El vidrio está disponible comercialmente de Glass Plus Inc. de Tomahawk, WI . El vidrio es sililado. Con el fin de hacer el vidrio sililado, el vidrio se revuelve con una solución acuosa que consiste en 0.3% en peso de SILQUEST® A-1120, la cual está disponible comercialmente de Momentive Performance Products. Para tratar la superficie del vidrio, 5 partes de solución acuosa se revuelven con 100 partes del vidrio durante aproximadamente 5 minutos. La solución acuosa se drenó después y al vidrio se le permitió secar. El vidrio, ahora tratado en la superficie (o "sililado"), se utilizó para formar el material compuesto. Dicho de otra forma, el vidrio ahora incluye uno o más grupos funcionales impartidos por el alcoxi silano órgano funcional, es decir, SILQUEST® A-1120, reaccionando con el vidrio. Los grupos funcionales, por ejemplo grupos amina, son reactivos con los grupos funcionales isocianato de la composición elastomérica . Los grupos funcionales isocianato pueden estar libres de grupos funcionales isocianato después de la reacción para formar la composición elastomérica, como puede ser en los casos de sobre indización, o grupos funcionales isocianato impartidos por uno o más componentes de la composición elastomérica misma, por ejemplo el prepolimero de isocianato, de modo que los grupos funcionales del vidrio se vuelven parte de la reacción para formar la composición elastomérica. Los resultados para el ejemplo 6* abajo, Material Compuesto, es con vidrio tratado en la superficie como el agregado.

TABLA IV Los materiales compuestos que utilizan tanto vidrio con la superficie tratada como sin tratar se prepararon y analizaron. En la TABLA V abajo, el Material Compuesto del Ejemplo 6 consiste en vidrio no tratado y el material compuesto del Ejemplo 6* utiliza vidrio tratado en la superficie, como se describe y muestra anteriormente. La resistencia de trituración de los dos ejemplos también se analizó después de la ebullición de los materiales compuestos en agua durante 140 minutos. Los resultados del análisis físico se indican en la TABLA V abajo. El símbolo '— 1 indica que el resultado no se analizó u obtuvo .

TABLA V Con referencia a la TABLA V anterior, se puede apreciar que el vidrio con la superficie tratada utilizado para formar los compuestos materiales de la presente invención puede tener efectos drásticos en las propiedades físicas, con gran aumento en la resistencia de trituración (y resiliencia aumentada con exposición a la temperatura extendida) y gran aumento en la resistencia a la flexión. Se hicieron análisis adicionales para confirmar los hallazgos. La Figura 4 muestra un mejoramiento drástico en la resistencia a la compresión (aproximadamente 40%) obtenido mediante el pre-tratamiento del vidrio con una solución de aminosilano. El ciclo térmico en condiciones de alta humedad muestra poca o ninguna pérdida en la resistencia a la compresión después de 75 ciclos entre -10°C y 25°C.

Las preparaciones y análisis adicionales del Ejemplo 6* se realizaron para establecer mejor las propiedades físicas del mismo. Estas propiedades físicas y los métodos de análisis respectivos se muestran en la TABLA VI abajo.

TABLA VI La composición elastoraérica de los Ejemplos 6 y 6* proporciona propiedades físicas consistentes para el material compuesto sobre un amplio intervalo de temperaturas como se muestra mediante análisis mecánicos dinámicos (DMA) de la composición elastomérica curada como se muestra en la Figura 7.

Se cree que el material compuesto también se puede reducir para reducir los efectos de la isla de calor urbano. Por tal, la formulación y análisis adicionales de los materiales compuestos similares a los Ejemplos 6 y 6* se realizaron utilizando diferentes tipos de colorantes como se muestra abajo en la TABLA VII con los ejemplos E1-E6.

TABLA VII Como se muestra en la TABLA VII anterior, todos los cinco colores variantes del material compuesto, cuando se formó en el adoquinado (E1-E5) , tienen un índice de Reflexión Solar (SRI) prácticamente mayor a 29, como lo hace el ejemplo no pigmentado (E6) . La TABLA VII también incluye datos SRI para adoquinados convencionales formados del asfalto y concreto. Como se muestra, todas las modalidades pigmentadas y no pigmentadas del material compuesto tienen excelentes valores SRI. La evaluación SRI se realizó de acuerdo con la norma AST E 1980.

Se creó otro ejemplo de la inventiva, Ejemplo 7, el cual es químicamente el mismo al Ejemplo 6. Sin embargo, el ejemplo 7 se formó paso a paso incluyendo un paso para formar un prepolímero intermedio, mientras que el Ejemplo 6 se formó en una forma en lote excluyendo la formación del prepolímero intermedio. Para formar el Ejemplo 7, primero, se preparó un cuasi prepolímero preparado haciendo reaccionar una parte de la Composición Resina (ya sea todo o una parte del Poliol hidrófobo 6; o ya sea todo o una parte de cada uno del Poliol hidrófobo 6 y el prolongador de cadena) con el componente isocianato para formar un prepolímero intermedio. A continuación, el prepolímero intermedio se hizo reaccionar con el resto de la Composición Resina para formar la Composición Elastomérica . El Ejemplo 7 tiene un número de ventajas sobre el Ejemplo 6. Por ejemplo, el prepolímero intermedio es más compatible con el resto de la Composición Resina (en relación con los Componentes Isocianato y Resina del Ejemplo 6) de modo que el mezclado se mejoró.

Además, el prepolímero intermedio tiene mejores propiedades de temperatura baja comparado con el componente isocianato, lo cual lo hace más robusto para utilizarse en diversos lugares. Por ejemplo, debido a que la reacción entre el prepolímero intermedio y la composición Resina en general tiene una exoterma inferior en relación con la reacción de los componentes isocianato y resina (es decir, una reacción toda a la vez) , se cree que las composiciones elastoméricas formadas del prepolimero intermedio en general tendrán menos encogimiento térmico en relación con las composiciones elastoméricas que no emplean prepolimero intermedio. Además, debido a que las propiedades de mezclando se mejoraron a través del uso del polímero intermedio, se creé que el uso del mismo permitirá la reacción mejorada a temperaturas inferiores relativas.

Se prepararon ejemplos inventivos adicionales, para ilustrar otras propiedades de los prepolímeros intermedios de la presente invención. Un ejemplo, el Ejemplo 8, incluye un Componente Resina que consiste en 53.99 pbw de Poliol hidrófobo 6, 4.09 pbw del prolongador de cadena, 0.029 pbw de tamiz molecular 2 y 0.03 pbw del agente anti-espumante 2. El Ejemplo 8 además incluye un componente isocianato que contiene 24.96 pbw de Prepolimero de Isocianato y 16.64 pbw de isocianato polimérico. Cada uno de los valores pbw antes mencionados se basan en 100 partes en peso de la composición elastomérica total, en una base anterior a la reacción, antes de que los componentes Resina e isocianatos se mezclen para formar el Ejemplo 8. Para formar una composición elastomérica, es decir, el Ejemplo 8, los componentes Resina e isocianato se mezclaron para formar una mezcla de la reacción. A la mezcla de la reacción se le permitió reaccionar durante 20 minutos. Después de ese periodo de 20 minutos, el agregado, por ejemplo vidrio, se recubrió con la mezcla de la reacción para formar un material compuesto. El material compuesto contiene aproximadamente 4.2% en peso de la composición elastomérica y aproximadamente 95.8% en peso de agregado. Después de recubrir el agregado, el material compuesto se introdujo inmediatamente en agua, por ejemplo vertiéndolo, de modo que el material compuesto se sumergió al mismo tiempo que curaba a un estado final de curado. El material compuesto curó al estado final de curado muy bien y tuvo poca o ninguna evidencia de reacción con el agua (con base en la inspección visual) . La mezcla de la reacción tuvo un contenido de NCO libre de aproximadamente 22.7% en el tiempo de 20 minutos descrito antes. Con base en el contenido de NCO libre, se puede determinar el punto de reacción donde poca o ninguna reacción ocurrió con el agua. Por lo tanto, un prepolimero intermedio que tenga el mismo contenido de NCO libre se preparó. El punto de reacción puede variar con base en cuales materiales se emplean, sin embargo, el método para determinar el contenido de NCO libre adecuado, con base en la asignación de ciertos intervalos de tiempo antes de la introducción al agua, trabajan igual .

Los Ejemplos 9 y 10 de la inventiva se prepararon, de los cual ambos son de prepolimeros intermedios. El Ejemplo 9 se preparó como sigue: 362.48g de isocianato polimérico y 543.72g de prepolimero de isocianato se cargaron a un matraz de vidrio de 2-L con agitación para formar un componente isocianato. El componente isocianato se calentó a 60°C y 93.8g de Poliol hidrófobo 6 se adicionaron gradualmente, al mismo tiempo que se mantenía la temperatura debajo de 80°C. Después de que se completó la adición del Poliol hidrófobo 6, la mezcla de la reacción se calentó a 80 °C durante una hora. La mezcla de la reacción, es decir, el prepolimero intermedio, se enfrió a temperatura ambiente después de esto.

El Ejemplo 10 se preparó como sigue: 365.70g de isocianato polimérico y 548.55g de prepolimero de isocianato se cargaron a un matraz de vidrio de 2-L con agitación para formar un componente isocianato. El componente isocianato se calentó a 60°C y 79.71g de Poliol hidrófobo 6 y 6.04g de prolongador de cadena se adicionaron gradualmente, al mismo tiempo que se mantenía la temperatura debajo de 80°C. Después de que se completó la adición del Poliol hidrófobo 6 y el prolongador de cadena, la mezcla de la reacción se calentó a 80°C durante una hora. La mezcla de la reacción, es decir, el prepolimero intermedio, se enfrió a temperatura ambiente después de esto.

Para evaluar las propiedades físicas de las composiciones de elastómero (sin agregado), después de obtener o alcanzar un estado final de curado, se realizaron diversos análisis. Se determinaron la resistencia a la tracción y la elongación de acuerdo con la norma ASTM D 412 o ASTM D 638. La resistencia al cizallamiento de la grava se determinó de acuerdo con la norma ASTM D 62 . La dureza Shore D con el Durómetro Shore se determinó de acuerdo con la norma ASTM D 2240. La resistencia a la exfoliación se determinó de acuerdo con la norma ASTM D 6862.

Se debe entender que las reivindicaciones anexas no están limitadas a lo que se expresa y compuestos particulares, composiciones, o métodos descritos en la descripción detallada, los cuales pueden variar entre las modalidades particulares que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Con respecto a cualquiera de los grupos Markush que dependen en la presente para describir características o aspectos, particulares de diversas modalidades, se debe apreciar que se pueden obtener resultados diferentes, especiales, y/o inesperados de cada miembro del grupo Markush independiente respectivo de todos los otros miembros Markush. Cada miembro de un grupo Markush puede depender individualmente y o en combinación y proporciona soporte adecuado para las modalidades específicas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

También se debe entender que cualquier intervalo y subintervalo del que se dependa al describir diversas modalidades de la presente invención de forma independiente y colectiva se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y se entiende que describen y contemplan todos los intervalos incluyendo valores completos y/o fracciones de ellos, incluso si esos valores no se escriben expresamente en la presente. Un experto en la técnica fácilmente reconocerá que los intervalos y subintervalos enumerados describen y habilitan suficientemente diversas modalidades de la presente invención y esos intervalos y subintervalos además pueden estar delineados en mitades, tercios, cuartos, quintos y así sucesivamente. Solo como un ejemplo, un intervalo "desde 0.1 hasta 0.9" además se puede delinear en un tercio inferior, es decir, desde 0.1 hasta 0.3, un tercio medio, es decir, desde 0.4 hasta 0.6, y un tercio superior, es decir, desde 0.7 hasta 0.9, lo cual se encuentra dentro del alcance de forma individual y colectiva de las reivindicaciones anexas y puede depender de forma individual y/o colectiva y proporcionar soporte adecuado para las modalidades especificas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Además, con respecto al lenguaje que define o modifica un intervalo, como puede ser "al menos," "mayor que," "menor que," "no más que," y similares, se debe entender que ese lenguaje incluye subintervalos y/o un limite superior o inferior. Como otro ejemplo, un intervalo de "al menos 10" inherentemente incluye un subintervalo desde al menos 10 hasta 35, un subintervalo desde al menos 10 hasta 25, un subintervalo desde 25 hasta 35 y asi sucesivamente y cada subintervalo puede depender de forma individual y/o colectiva y proporciona soporte adecuado para las modalidades especificas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Por último, un número individual dentro de un intervalo descrito puede depender y proporcionar soporte adecuado para las modalidades especificas dentro del alcance . de las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, un intervalo "desde 1 hasta 9" incluye diversos enteros individuales, como puede ser 3, así como números individuales que incluyen un punto decimal (o fracción), como puede ser 4.1, el cual puede depender y proporcionar soporte adecuado para las modalidades específicas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

La presente invención se ha descrito en la presente en una forma ilustrativa y se entiende que la terminología que se ha utilizado pretende ser de la naturaleza de palabras de descripción en lugar de limitación. Muchas modificaciones y variaciones de la presente invención son posibles en vista de las enseñanzas anteriores. La invención se puede practicar de otro modo a lo descrito específicamente dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una estructura compuesta para adoquinado que consiste en : una capa de circulación de desgaste que consiste en un agregado y una composición elastomérica que consiste en el producto de la reacción de un componente isocianato que consiste en un isocianato polimérico, y como una opción, un prepolimero de isocianato, y un componente reactivo con el isocianato que consiste en un poliol hidrófobo, y un prolongador de cadena que tiene al menos dos grupos hidroxilo y un peso molecular desde aproximadamente 62 hasta aproximadamente 220; y una capa de circulación de base colocada debajo de la capa de circulación de desgaste; en donde el agregado de la capa de circulación de desgaste contiene desde aproximadamente 30 hasta 10% en peso de vidrio y desde 0 hasta aproximadamente 70% en roca, cada uno con base en 100 partes en peso del agregado de la capa de circulación de desgaste.

2. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el agregado de la capa de circulación base está sin aglomerar, considerando que el agregado de la capa de circulación de desgaste está aglomerada mediante la composición elastomérica .

3. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 2 en donde las capas de circulación base y de desgaste son porosas.

4 La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el agregado de la capa de circulación base consiste en vidrio o roca.

5. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el vidrio incluye un tratamiento en la superficie que contiene al menos un grupo funcional reactivo con un grupo funcional isocianato de la composición elastomérica.

6 La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 5 en donde el tratamiento en la superficie contiene al menos un grupo funcional amina y/o amino.

7. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 5 en donde cada uno del vidrio y la roca individualmente tienen un diámetro promedio desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 1.0 pulgadas.

8. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde la capa de circulación de desgaste tiene un espesor promedio desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 5 pulgadas, y la capa de circulación base tiene un espesor promedio desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 12 pulgadas.

9. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 además contiene una capa de circulación de estrangulación intercalada entre las capas de circulación base y de desgaste, la capa de circulación de estrangulación contiene agregado y es diferente a las capas de circulación base y de desgaste.

10. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 9 en donde la capa de circulación de estrangulación tiene un espesor promedio desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 2.5 pulgadas.

11. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde además contiene una capa geosintética colocada debajo de la capa de circulación de desgaste.

12. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 11 en donde la capa geosintética contiene a geotextil.

13. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 además consiste en un recubrimiento superior de la superficie colocado en una superficie de la capa de circulación de desgaste contraria a la capa de circulación base.

1 . La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 13 en donde el recubrimiento superior de la superficie se forma de un elastómero de poliuretano estable a los rayos UV.

15. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el componente isocianato contiene el isocianato polimérico y el prepolimero de y el prepolimero de isocianato está presente en el componente isocianato en una cantidad desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 75 partes en peso con base en 100 partes en peso del componente isocianato .

16. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 15 en donde el prolongador de cadena está presente en el componente reactivo con el isocianato en una cantidad desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10 partes en peso con base en 100 partes en peso del componente reactivo con el isocianato.

17. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el poliol hidrófobo contiene un poliol de aceite natural.

18 La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el poliol de aceite natural es aceite de ricino.

19. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el prolongador de cadena contiene un alquilen glicol.

20. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 19 en donde el alquilen glicol es dipropilen glicol.

21. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el prepolimero de isocianato contiene el producto de la reacción de un diisocianato de difenilmetano y un poliol, tiene un contenido de NCO de aproximadamente 22.9% en peso y una funcionalidad NCO promedio desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 3.

22. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el isocianato polimérico contiene diisocianato de difenilmetano polimérico, tiene un contenido de NCO de aproximadamente 31.5% en peso y una funcionalidad NCO promedio desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 3.

23. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde el poliol hidrófobo está presente en el componente reactivo con el isocianato en una cantidad desde aproximadamente 80 hasta aproximadamente 99 partes en peso con base en 100 partes en peso del componente reactivo con el isocianato.

24. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 en donde la composición elastomérica está presente en la capa de circulación de desgaste en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10 partes en peso con base en 100 partes en peso de la capa de circulación de desgaste.

25. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 1 está libre de una estructura de soporte suplementario.

26. Una estructura compuesta para adoquinado que consiste en : una capa de circulación de desgaste que consiste en un agregado y una composición elastomérica, la composición elastomérica consiste en el producto de la reacción de un componente isocianato que consiste en un isocianato polimérico, y como una opción, un prepolimero de isocianato, y un componente reactivo con el isocianato que consiste en un poliol hidrófobo, y un prolongador de cadena que tiene al menos dos grupos hidroxilo y un peso molecular desde aproximadamente 62 hasta aproximadamente 220; una capa de circulación base colocada debajo de la capa de circulación de desgaste; la capa de circulación de desgaste contiene el mismo o diferente agregado que el agregado de la capa de circulación de desgaste; una capa de circulación de estrangulación intercalada entre las capas de circulación de desgaste y base; una capa de geotextil colocada debajo de la capa de circulación de estrangulación y/o la capa de circulación base; y como una opción, un recubrimiento superior en la superficie colocado en una superficie de la capa de circulación de desgaste contraria a la capa de circulación base; en donde el agregado de la capa de circulación de desgaste contiene desde aproximadamente 30 hasta 100% en peso de vidrio y desde 0 hasta aproximadamente 70% en peso de roca, cada una con base en 100 partes en peso del agregado de la capa de circulación de desgaste y de aproximadamente 0.25 pulgadas o menos, el agregado de la capa de circulación base contiene roca o vidrio y tiene un diámetro promedio desde aproximadamente 0.375 hasta aproximadamente 0.75 pulgadas, y el agregado de la capa de circulación de estrangulación tiene un diámetro promedio de desde aproximadamente 0.25 hasta aproximadamente 0.375 pulgadas; y donde la capa de circulación de desgaste tiene un espesor promedio desde aproximadamente 2.5 hasta aproximadamente 3.5 pulgadas, la capa de circulación de estrangulación tiene un espesor promedio de aproximadamente 1.5 pulgadas, la capa de circulación base tiene un espesor promedio desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 8 pulgadas, y el recubrimiento superior de la superficie tiene un espesor promedio de aproximadamente 5 milipulgadas o más.

27. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 26 en donde el vidrio incluye un tratamiento en la superficie que contiene al menos un grupo funcional reactivo con un grupo isocianato de la composición elastomérica .

28. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 26 en donde el tratamiento en la superficie contiene al menos . un grupo funcional amina y/o amino.

29. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 27 en donde en donde las, capa de circulación base y de estrangulación son todas porosas .

30. La estructura compuesta para adoquinado como se establece en la reivindicación 26 está libre de una estructura de soporte suplementaria.

31. Un método para adoquinar un área que define una cavidad con una estructura compuesta para adoquinado, en donde la estructura compuesta para adoquinado es como se establece en la reivindicación 1, el método consiste en los pasos de: como una opción, colocar un geosintético en la cavidad; colocar el agregado en la cavidad para formar la capa de circulación base; como una opción, colocar el agregado en la cavidad para formar una capa de circulación de estrangulación; recubrir el agregado con la composición elastomérica de la capa de circulación de desgaste para formar un material compuesto; colocar el material compuesto en la cavidad para formar la capa de circulación de desgaste dentro del área; como una opción, posicionar las formas alrededor de un perímetro del área; como una opción, enrazar el material compuesto; como una opción, compactar el material compuesto para reducir la porosidad de la capa de circulación de desgaste; y como una opción, terminar una superficie de la capa de circulación de desgaste para orientar el agregado de la superficie en una relación plana entre sí e impartir a la superficie un perfil plano en la sección transversal para resistir la exfoliación de la capa de circulación de desgaste .

32. El método para adoquinar como se establece en la reivindicación 31 además consiste en el paso para aplicar un recubrimiento superior a la superficie de la capa de circulación de desgaste después del paso de terminado.

33. El método para adoquinar como se establece en reivindicación 31 en donde el paso para enrazar material compuesto además se define como nivelar material compuesto con un enrasador.

3 . El método para adoquinar como se establece en la reivindicación 31 en donde el paso para terminar la superficie de la capa de circulación de desgaste además se define como manipular una herramienta de terminación a lo largo de la superficie para terminar la superficie de la capa de circulación de desgaste.

35. El método para adoquinar como se establece en la reivindicación 34 en donde la herramienta de terminación es una allanadora.

36. El método para adoquinar como se establece en la reivindicación 34 en donde la herramienta de terminación es una cuchilla Fresco.