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Demande de délivrance d'un brevet d'invention au nom du Dr. Karl Brandi, 1 Berlin 31 (Wilmersdorf), Durlacher Strasse 27 (Allemagne) concernant "Enduits à base do bitumes".
L'invention exposée dans la description ci-après a été déposée en Allemagne par le Dr. Karl Brandt, le-10 avril 1961 sous le numéro 62 076/IVc/22g.
A. Des c r i p t i o n .
Les couches de protection à base de bitume doivent répondre dans toute une série de cas d'application à des exigences très sévères, auxquelles les combinaisons de ma- tières actuellement connues ne répondent pas dans une mesure satisfaisante. C'est ainsi que pour les éléments de construction, tels que par exemple récipients et canalisations d'acier ou de béton, mis en contact avec des liquides agressifs de nature acide ou corrosive, on doit produire des enduits qui possèdent une adhérence, élasticité, non-porosité et résistance telles que toute action corrosive sur la matière soit annulée avec certitude.
A cet effet ils doivent se distinguer par une quantité de propriétés qui dans leur ensemble ont jusque maintenant fait défaut pour tous les enduits à base de bitume connus.
Une des conditions essentielles auxquelles un enduit suffisant doit répondre pour obtenir un revêtement uniformément résistant et non poreux est qu'il doit permettre un très bon déroulement de l'enduction et permettre au maximum la constitution d'une surface supérieure lisse, bril-
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2.rd1t, et résistante ; de plus cet enduit doit assurer ,û:.: ; d:nrsrcc parfaite.
T.:m.. r;:vwe caractéristique essentielle de l'enduit est constitua- par uno résistance maximale possible à la : <,^-crature .
Il s'ajoute encore pour tout un groupe d'applications .. .C:..^.:.,.r.'J, sa résistance à la vapeur.
@@tte licence est posée partout où de par la nature @@@ produits à transformer, par exemple dans l'indus-
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.; .:. ,';: :.,1:' '"ct', taj.,,.c et l'industrie de fermentation, Olim- :'J3C .in .^.tr:ayas efficace et stérélisation do l'appa- . v....,n.J.Ez, de. récipients et des canalisations.
,.<:13 enduits protecteurs à base de bitume actuellement cnr.u.^, no résistent pas très longtemps à pareil trai- ',,':;::1D1\: du vapeur. Ytae si l'on a suffisamment pris des précautions contre la fluidité par un choix de bitumes a propritis très émollients et assuru la résistance à la terperature par l'addition de matières synthétiques plus fortes, la surface supérieure bitumineuse toutefois subit r>pideneiit une transformation particulière sous 1,'au- tion directe de la vapeur ; la surface se couvre d'efflo- @@@cences poreuses, en général brunâtres, parfois égale-
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ment jtlun5.trea ou grises.
Il s'en suit que l'enduit bi- tumineux devient rugueux, puis poreux, fragile, cassant.*
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:':0:nC en cas d'application de bitumes à haut degré de ra- 'TIoll1sGeent, pareilles transformations, si elles s'opé- @@nt plut' lentement, sont inévitables dans toutes les conditions d'utilisation qui se présentent actuellement et pour toutes les combinaisons de matières appliquées jusque maintenant.
Une résistance à la vapeur d'un degré suffisant n'est pas encore donnée dans l'état actuel de la technique.
Un? autre exigence posée sur le plan des enduits résulte du fait que dans tous les cas où ces derniers sont mis
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en contact avec des produits alimentaires, stimulants et autres similaires, ainsi qu'avec de 3'eau potable ou des fourrages, ces enduits doivent être absolument neutres au point de vue goût et odeur et qu'ils ne peuvent déga- ger des matières nuisibles.
Il a été trouvé maintenant que des enduits à base de bi- tume, résistants aux produits chimiques et à la température et on particulier à la vapeur, aveo une surface su- @ périeure exceptionnellementélastique, adhérente et lisse peuvent être obtenus par application de mélanges bitumi- neux.
Ces mélanges, outre les bitumes, de préférence des bitumes soufflés, possèdent à un volume égal à ces bitumes, de préférence toutefois dans la proportion de 10 - 40 % de ces bitumes une quantité de polymères de vinyle à teneur de chlore de la nature du chlorure de polyvinyle d'une part, et de l'autre une quantité de résines naturelles et/ou des produite résineux dérivés.
Conformément à l'invention on entend par polymères de vinyle à teneur de chlore, outre le chlorure de polyvinyle et le. chlorure de polyvinylidène et produits analogues, comme par exemple les polymères post-chlorurés, également en particulier les copolymères de chlorure de vinyle respectivement chlorure de vinylidène, sans oublier les différents éthers et/ou esters de vinyle. Répondent par uno caractéristique très particulière au but de la présente invention, les copolymèrea constitués de chlorure de vinyle et d'éthers de vinyle, en particulier par exemple le copolymère composé de chlorure de vinyle et d'éther isobutylique de vinyle.
Par résines naturelles et produits résineux on comprend les produits les plus divers dérivés du règne végétal et dont les composants essentiels appartiennent au groupe des terpènes et qui font apparaître la molécule d'iso- prène.
Pareils dérivés de terpène se tuvent dans toutes les
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résines naturelles, honais énlà$#% qµ'hy4qô4àbbuTes'sous J'orme d'alcools de résine# µ'0'àÉ de,p 6ine et d'acides de résine respectivement des 64é!e-aioool& de résine.
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La technique chimique a compta 'qu'il fallait soumettre
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les produite naturels variables des méthodes appropriées de traitements ultérieurs 'Pour, 4ten.t ce ,pcd.u.ts à nature constante, tout en pai"tiou3Ler pa 'r.'3cati4n des acides de résine au moyen 4#alo='Iis les plus divers, en particulier les polyalcools tq$g)que g.yc., 3ycrine, mais aussi les polyglycols et 14s r3à.â'r.zes vu autres, par exemple les composes dea poly-hydroxylea intègres dans le groupe des hydrocarbures ou.le pentaérythrite, hexantriol et alcools similaires. Parai.7-,aters pa'yres de résine
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tels qu'ils dérivent des polyesters de résiné respectivement
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alkydes de résine moyennant &< jonction du produit résineux naturel, font partie des pzoduit6 résineux applicables con-
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formément à l'invention.
Des produits à teneur d'acides-
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alcools de résine se sont rµVéi#s particulièrement avantageux surtout sur le plan du traitement par des bitumes souffles. "/] Une matière de base appropii4e "t constituée par le mélange acide-alcool de résine en canzone fraction insoluble par
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l'essence et qui résulta (le la résine de
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bois de pin américain. ;
¯ De plus l'invention avantage :il.aa.r, de la colophane tirée des conifères, en particu.$6r des p.n...#t l'application des produits finis et de aart'i qui en dénivent, ceci pour les avantaseâ-*eo;ts tant au point de vue procédure technique qu'au i5ttyYtze ct,ni,que, Si l'on mélange à une aoluti<tjût 9 ,bitt,e edutZ.16a 135/10 (point do ramollissement moyan/jf,oadeur (le, pénétration) à 2. ,> du poids dans du .ath,'è so8 adjonotion de 1 de cyclohexonal puis'e %""4 "- t 0:1 ée4l composd de c*,ilorure d2 vinyle et . Mb4U7l lq4i de vinyle, on obtient un mélange qui éteôdq 4q l'a t'81 u. du béton donne aprôz vo1at11ioation'dd , 'àÉ"$ilà,pro#oà* . tourt il est vrai lisse els. mais ebx :"xu3..e, mal ."¯ , ,,,
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adhérent, pas résistant à la Vapeur et s'émoussant.
Si l'on remplace dans la même soutien le oopolymère de 5 % par un produit acide-alcool de résine de 2 %, on obtiant à nouveau, en étendant le mélange sur de la tôle et de béton, des couches de protection très fragiles et nullement résistantes à la vapeur, Si l'on applique la même solution sous adjonction aussi bien du copolymère de chlorure de vinyle que du produit de résine, on obtient de façon surprenante un moyen d'en- duction dont la consistance bien meilleure frappe en premier lieu et qui permet un meilleur déroulement inattendu de l'opération d'enduction.
D'autre part on peut réaliser des couches de protection extrêmement denses, brillantes, d'une élasticité et d'une adhérence élevées à l'extrême et d'une résistance à la vapeur maximale.
Les essais préliminaires avec les composante individuels ne laissaient nullement prévoir ce résultat. Toute une série de matières synthétiques et également de combinaisons de matières synthétique ont déjà été proposées pour améliorer les propriétés des couches de bitume. Comme il est ressorti de l'examen systématique de toutes les variations entrant en ligne de-compte, d'autres moyens et en particulier en combinaison aveo des composants de la présente invention, n''engendrent des résultats qui puissent être même approximativement comparables aux résultats donnés par les combinaisons présentées dans la présente invention.
Il est connu que pour améliorer la ductilité des bitumes pour le revêtement des routes on ajoute quelques dixièmes de pourcent de polymères de chlorure de vinyle. Le moyen exposé dans la présente invention se distingue de cette méthode par l'application d'un volume de polymères bien plus supérieur, par la combinaison spéciale de matières
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. , >.7xz... ,...=;:,y-,>, et de plus par les carsace dérrïîi toue-,.â 1 tf Ï lt autres sur la plan des buta et 6 Parmi les divers plasti ne, ,.st 4té hPcpàséB pour améliorer les bitumes, le P,Ç iï4, 'ibue, ocmbinaison avec un des amppsantµ'¯, ' ,Àé possède aucune propriété qu, puiaae, le N:''l'inventi.QR étant donné qu'il produit up fia. nullement uniforme et qui S'énouss, en r' a ' kT3e, zl le polyinobutylène produit des couchas h&l'4adu!&a,'Xlnt:
eB et structurées, tand-in que le'poyyrol tnGontesta.-' blement la fragilité.. "'",." fii,, ' De m@me les combinaisons'dé.ppQ9e'e&4& plystyrol avec de l'éther ixobutyliquè'oEe'jyµ1$V1à$16 on &veo du polyisobutylène ne prpduiaez.n,gâ. 168 ed,"Urs uniior.4Cnt sans fautas, 'bri..e,",.4ét exes île struc- -ures et aux propriétés ci-da6x@1 conB#µj"es ôua action de la vapeur. " l ôl' Les t-onbinaisons de matière$ délèctées tt3tmHtt à l'invention et comprenant 168 pol'ymbre dq y4u7le à teneur de chlore et .de produit ^.xW atu.e, conatif tuent de ce fait sous l'angle'fleura propritéa et do leurs effets un cas aurprenaRt 16 unique< O'est ainsi que l'emploi d'un additif 4e oqj6pÉane à46à propood pour les bituaes de rovetemente de, vo.&8 publiques n'R pas pu donner un indice de l' e.caa,i,atr.t3 et des piropriétés particulières de la àow%$naison ap4éiale de pro-.
duits qui a été treuvée.
Quant aux quantités à appliquer.de chaque composant conformé4zt l'invention, ..'atzrytr l'action des polyol mères de vinyle à teneur de oba,03re, calculée par rapport aux bitunes, apparaît disiï.secrt ave quelque 2 â
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pour obtenir une action optimale il est préférable de
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doser avec au moins 5 s'aqtipn ne se perd pas par des ajoutes répétées de pluq grosses quantités additives, la nature du bitume utilisé pour le xélarige joue
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naturellement un rôle.
Pour les composants de résine naturelle le volume additif minimal se stiue à quelque 1 %, l'effet optimal commence à partir de quelque 3 % ; de même les effets ne se perdent nullement par ajoutes répétées de plus grandes quantités, toujours sous considération de la nature du bitume employé..
Le rapport de mélange optimal entre les polymères à teneur de chlore et le produit résineux naturel varie bien entendu de cas en cas suivant les sortes de bitumes employées.
Comme il a été constate au cours des expériences, on peut obtenir des résistances à la température et en particulier à la vapeur optimales, si l'on sélecte également de façon très spéciale la fraction des bitumes appliquée.
C'est ainsi que par exemple les trois sortes de bitumes soufflés aux repères suivante 8$/25, 135/10 et 160/5 se sont révélés avantageux, surtout en les combinant de préférence en quantités égales. L'exemple ci-après décrit la fabrication de pareil enduit conformément à l'inven- tion Exemple Dans lés proportions indiquées (pour-cent du poids) ciaprès, les produits de mélange suivants
16,8 % Bitumes soufflés (chaque fois 5,6 % des sortes
85/25, 135/10 et 160/5) 3, 5 % Copolymère de chlorure de vinyle et'd'éther iao- butylique de vinyle
0,7 % d'acides-alcools de résina
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78,5 % trichlore-4thylène 0,5 % cyclohexanol
100,
0% forment le mélange total ; tout Sabord on porte à dissolution dans un réservoir sous échauffement léger, le mélange de bitumes avec le copolymère de chlorure de vinyle et d'éther isobutylique de vinyle dans le trichlore-éthy- lène. Séparément les-acides-alcools de résina disscus
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dans un peu de triah1oe-éthyIn: sçus adjonction de la quantité indiquée de ayc3.rhe en tsnir qu] agent de
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dissolution, sont ajoutés à la solution, de bitume prête.
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, r:.'"
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L'enduit ainsi obtenu fut Bougie à l'essai suivait ! Une couche de bitumes fut étendue sur des fines tales de
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for.
La couche d'enduit I.s brillante n'a montré aucune cassure ni crevasse +orfon a' fortement plié la tôle refroidie à - 25 (le et zd'.,ârsu , fait subir à la t8le un ployage total., 'Dïàïtmi lorsqu'on a augmenta la température à + 1800 0$ 9:consteiê aucun écoulement de l'enduit sur la %81a.µÀµµ¯Loaièmen% positionnée.
Les t8les également pourvues: at!.;;t'md1;!.it 6ur les borda n' ont nontré, après une immt?â1oA)le 14 jours dans une solution de 1 % d'acide-ah1orlque, aucune modification visible et surtout, pas de 6mgement .de poids.
En soumettant également la É8i< ô4ulté )pendant plusie s heures à l'action dee la vapeur 4n'h'a constaté aucun changement, le film enduokàup s'jpesté intégralement lisse. ' . i.: , En outre de cubes de béton 44 P<t'.t iOr1i1at" furent enduits de la couche de bitume. Une'Lé de, oa cubes furent immergés pondant 3 jours dsAs, '):' eAu. "u.,s,x'tt, puis s6chês et examinés. - On a GC3ri'E qu 0 let3't.'hr était intact et que le poids dés> 'bc .s s'était pas. modifia. Ainsi l'eau n' h ps'pi-à'pénéter dans le bton pourtant absorbant et .tité fi gardé son entière ...':l!.!..-i';;V-........, adliérence. Rien que le ' " ia 6oehe - certaine- "'.h "1...,..$. '''( i nent par une mince formation jlaqinÀ ',Ô ;±4i affecté en un dejré fort minime. <'' /' '1tJ /- ..', :...fi).. ..
Une autre partie des aub de, 4A'nd8.a la couche -""1'" '*! de bi tU1!lC furent 1mmo;L';6s p9it4a,.'",P'"ft 4' mois dans une solution de 1 , d's,cid3.-chlCtctst ,'L'eXà,l::1n après l:'.:!1()rDion duontra que la na",*,(tf",fe7?Q n'avait nubi aucune modification Yi51. pokÇé dès cubes de .. béton reata entièrement oInxtd#fµ"1,'&, ne-fut-ce qu'une '''". 1', ..' R¯n ,
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trace d'aoide-chla3.arb.gique aurait,traversé la couche d'enduit, l'aoide-chlorhydrlque' ferait alors èntré en réaction avec la chaux du béton et n'aurait pas manqué par voie de formation d'acide carbonique, de dissoudre la couche d'enduit et d'entraîner,une importante modification du poids. La couche est restée ainsi entièrement dense.
De plus il a été trouvé que l'action hydrofuge de l'enduit bitumineux s'améliore encore davantage, si l'on ajoute au mélange bitumineux, une quantité minima, par exemple 0,1 - 0,2 %, d'huile de silicone ou de résine de silicone..
L'adjonction de cet additif renforce encore sensiblement la résistance à la vapeur.
Il s'avère efficace d'apporter les enduits de la présente invention en plusieurs couches sucessives sur les surfaces à protéger. Les mélanges précités à teneur de silicone formeront la dernière coucha appliquée, étant donné le moindre pouvoir adhérent qu'ils offrent aux couches suivantes. En cas d'enduction de béton ou d'autres matériaux minéraux il s'avère efficace de commencer les opérations par apposition d'une couche préliminaire très diluée.
On peut encore aussi ajouter aux enduits des additifs sous forme par exemple de poudre de roche, de fibres d'asbeste ou de verre, de pigmenta, ou également de matières organiques telles que farine de bois et autres.
Ces additifs peuvent non seulement améliorer la consistance mais aussi augmenter la coopaoité et la capacité de résistance des enduits.
Comme agents de dissolution des enduits présentés dans la présente invention peuvent être bien entendu employés - outre les hydrocarbures de chlore, comme le trichlore- éthylène, appréciés pour leur non-inflammabilité et leur grande volatilité - des dissolvants de nature autre tels
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que le white spirit ou 1#lita,,,:^". Ion, propriâtes techniques i,bhr$3a Tppoèia'p cûohes, de légères adjonctions de diae6lti4t, s;,,te# et hydooaromatiques - en particulier 'lo'b.MC$X3. "è p&X* exemple l'alcool benzylique 131ày&rE)ni fav'bl.
"',,,;r;j= ,"'.h. J Sous des conditions appàop>1"a$;"xa <:<baLine natiéorcn prsentdc dan.s l'inrot.. ,''icc.an',,rs' fabPi- 'luor et tr!u-fot*2ier 8,1i±C1 le ' "è4rna émul-'' ' : ion. Dans ce i,às il est ' ]"4'*ppliiuwoàh petiCea quantités de dissolvante 1-Oli ' #àÀ+41 te-le que le cyclohcxanol en particulier - ,'=Rï7 Qgl',iâ"46uche bitsmineuse apposée garile encorat ètap,9'r4itifu de l'eau, une minime fluidité qui àssùBd ljldôhglïéhà%1;n non pasreuse des particules b.iumeu,i . i ..." '" ¯ .., M Finalement la combinaison 4h m9.$.r88, pr494t4e dème l'invention, et conprennant dse â.uwas -eb dus polymères à teneur de chlore ainsi que deé ip=duïte résineux naturels, peut 8tre apposée eau$ dieoelvant fiagàn'a9eg de bons résultats sur des surfaces à pÉo@$en au xolez d'une pulvérisation au pistolet ; en aà1J.<GdditL@B bi%uBineux très .
.,,iollientj3 l'enduction se Sera "dus adjonction limitée de . lissolvants à distillation Z8'r.
Afin de renforcer les p>opni4%ààlàpéoiaévs adhésive et pouvoir adhérent - on peut ajouter à la présente combinaison de matières d'autres produits naturelia ou synthétiques, pour autant que ceci sot passible sans nuire essentieiier1ent à la qualité op6r&to=elleb Finalement on peut encore ajouter les additif a connus pour wnéiiorer l'adiiérenoe des bi't:<imoë. r B.
R e v e n d i c,a t i0-4 li Enduits à base de bitumera 'ofi'"4à polymères'.neur de chlore, caractérisée par le i..:q,tt'.ls constituent en
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tant que liants un mélange de bitumes aveo au moine 2 % de polymérisés de vinyle à teneur de chlore et avec au moins 1 % de résines naturelles ou leurs dérivés, et où le mélange total de polymères et de produits résineux naturels atteint jusque 100 %, de préférence 10 - 40 % par rapport aux bitumes.
2) Enduits conformément au point 1) de la présente revendication, caractérisés par le fait qu'ils renferment le polymère de vinyle à teneur de chlore dans une quantité d'au moins 5 % et les composants de résine naturelle dans une quantité d'au moins 3 % par rapport aux bitumes.
3) Enduits suivant points 1 et 2 de la présente revendication, caractérisés par le fait qu'ils renferment, en tant que polymères de vinyle à teneur de chlore,les copolymères de chlorure de vinyle. et/ou de chlorure de vi- nylid&ne, de préférence avec des alk,yls-éthers appropriés, tels que l'éther isobutylique de vinyle.
4) Enduits conformément aux points 1 - 3 de la présente revendication, renfermant des acides-alcools de résine comme produits résineux naturels.
5) Enduits suivant points 1 - 4 de la présente revendication, caractérisés par le fait, qu'ils renferment des dissolvants courants à basse distillation et/ou de minimes quantités de dissolvants aromatiques et/ou hydro-aromati- ques à distillation plus élevée,de préférence dos alcools, tels que le cyclohexanol ou l'alcool bencylique.
6) Enduits suivant points 1 - 5 de la présente revendication, caractérisés par une application partielle ou exclusive de bitumes soufflés, de préférence sous forme de mélanges de plusieurs produits soufflés avec des points de ramolissement échelonnés.
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7) Enduits conformément aux points 1 - 6 de la présente revendication, caractérisés par l'adjonction de petites quantités de combinaisons de silioone pour renforcer l'action hydrofuge.
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3) enduits juivant points 1 - 7 de la présente rovendi- cation, caractérisés par l'adjonction d'additifs sous forme de poudre ou de fibres.
; Enduits conformément aux points 1 - 4 et 6 - 8 de la @@@sonte revendication, caractérisés par le fait qu'ils
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..,i. ."4 .,an;s de l'eau en tant qu'agent émulsifiant, de . .;.re::ce =n combinaison avec de minimes quantités de ".::'. [301v '.:11;s a distillation plus élevé.
C. Résumé des caractères distinctifs do l'invention.
@@@ enduits se composent d'un mélange de bitumes, de polymères de vinyle à teneur de chlore ainsi que de résines naturelles ou de leurs dérivés.
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'r :t''1IJPOl't aux bitumes la fraction des polymères de vi- @@le à teneur de chlore s'élevé à 2 - 5 % minimum et lle des résines naturelles ou dérivée à 1 - 3 % au @@@@Mun. Le volume additif total du polymère de vinyle
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:;. 'l.m(.:1.l' de chlore et du produit résineux naturel peut in,re 100 par rapport aux bitumes ; de préférence on iii..it,e ce ,Jo1ultlo à 8 - 40 µ1. La part des bitumes dans 1'..nl'-tjc peut être Etl1tH:rement ou partiellement conati- "0 par de? bitumes soufflés, un mélange de plusieurs rJ':' i;\..1..;I.:G avec des points de ramollissement croissants ::,2.ù b5 - 160 e offre dos avantages particuliers.
Pour détonin une consistance plus liquide, les enduits
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r':1fer-..:::mt des additions de solvants à volatilité élevée, comme le trichlore-éthylène ou le white spirit.