CH360015A - Procédé de préparation d'un liant pour la fabrication de revêtements de sols et le liant ainsi obtenu - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de préparation d'un liant pour la fabrication de revêtements de sols
 et le liant ainsi obtenu
 La présente invention est relative à un procédé de préparation de liants, destinés à être utilisés dans la fabrication de revêtements de sols, tels que routes, chaussées ou aérodromes, soit par épandage direct, soit par enrobage de substances à l'état divisé, telles que des gravillons de toute nature.



   On sait que l'adjonction de caoutchouc améliore les propriétés des liants hydrocarbonés tant au point de vue rhéologique qu'au point de vue du vieillissement.



   On a donc déjà préconisé divers liants incorporant du caoutchouc sous forme de latex, de caoutchouc en poudre ou de dissolution de caoutchouc, sans qu'aucune des solutions proposées ne se soit avérée véritablement satisfaisante.



   Les mélanges de bitume fluxé et de caoutchouc sont difficiles à répandre au moyen des pulvérisateurs habituellement utilisés dans ce but; de plus, le chauffage à température élevée pour fluidifier les mélanges dépolymérise partiellement le caoutchouc, ce qui se traduit par une modification des propriétés rhéologiques du liant qui perd une partie de ses qualités. Enfin, on est limité à des pourcentages faibles de caoutchouc, faute de quoi le liant obtenu, trop peu fluidifiable par la chaleur, ne peut plus être manipulé par les moyens habituels, aux températures généralement utilisées.



   On a donc, pour tenter d'obvier à ces difficultés, utilisé des émulsions aqueuses de bitume contenant du caoutchouc, généralement obtenues par addition de latex dans les émulsions de bitume déjà préparées. Les émulsions ainsi utilisées ont été uniquement des émulsions basiques dont les globules de bitume sont chargés négativement comme ceux du caoutchouc dans le latex incorporé à ces émulsions. Ces émulsions basiques caoutchouteuses laissent à désirer à maints égards.



   En dehors du phénomène de crémage du latex auquel elles donnent souvent lieu, elles n'ont, comme les émulsions basiques habituelles, qu'une adhésivité médiocre vis-à-vis de la plupart des matériaux pierreux; en outre, leur rupture se faisant par évaporation de la phase aqueuse, elles sont très sensibles aux conditions atmosphériques pendant les quelques heures qui suivent leur utilisation.



   Le procédé selon l'invention se propose de remédier à ces inconvénients.



     I1    est connu que les émulsions acides présentent des avantages considérables sur les émulsions basiques. Jusqu'à présent toutefois, il n'avait pas été possible de faire des émulsions acides de produit hydrocarboné et de caoutchouc, en particulier par mélange de latex et d'émulsion acide de bitume pur ou fluxé, car le globule de caoutchouc a une charge négative et le globule de bitume une charge positive ; le mélange des deux suivant la méthode utilisée pour les émulsions anioniques entraîne la rupture des émulsions.



   Or, il a été découvert qu'il était possible d'obtenir une émulsion acide aqueuse d'hydrocarbures et de caoutchouc, à la condition de stabiliser au préalable le latex servant à introduire le caoutchouc dans l'émulsion.



   L'invention a ainsi pour objet un procédé de préparation d'un liant pour la fabrication de revêtements de sols, caractérisé en ce qu'on stabilise un latex de caoutchouc à l'aide d'une amine dispersable dans l'eau sans addition d'acide, d'un acide aminé ou d'un émulsifiant non ionique, en ce qu'on ajoute au latex stabilisé un émulsifiant constitué par une solution d'une amine neutralisée, en excès ou  non, par un acide minéral ou organique, en ce qu'on dilue le mélange avec de l'eau pour en former la phase aqueuse de l'émulsion contenant du caoutchouc dispersé et en ce qu'on y disperse des hydrocarbures, en obtenant ainsi une émulsion aqueuse acide de caoutchouc et d'hydrocarbures.



   Les latex de caoutchouc, qu'ils soient naturels ou synthétiques, additionnés de   l'un    des stabilisants ci-dessus, s'avèrent en effet remarquablement compatibles avec les hydrocarbures dispersés dans des émulsions acides aqueuses. De ce fait, aucune rupture des émulsions ainsi produites n'a lieu en dépit des polarités initialement différentes des globules de caoutchouc et des globules des hydrocarbures émulsionnés. On peut ainsi profiter pleinement des caractéristiques avantageuses à la fois des liants caoutchouteux et des émulsions acides pour ce qui concerne les propriétés de revêtement.



   Toutes les amines dispersables dans l'eau, sans addition d'acide, peuvent être utilisées comme stabilisateurs des latex. Parmi celles-ci, on citera notamment les amines de formules   suivantes   
EMI2.1     
 dans lesquelles R' est un radical hydrocarboné aliphatique inférieur, de préférence saturé et comprenant de 1 à 4 atomes de carbone, et R est un radical hydrocarboné ayant 12 à 18 atomes de carbone, saturé de la forme   CnH2, +,    ou non saturé de la   forme CnH2n r ou CnH21 -   
 La quantité d'amine utilisée comme stabilisateur par rapport au latex peut être comprise entre 5 et 20   O/o    en poids.   I1    n'y a pas intérêt à augmenter la quantité d'amine qui ne ferait qu'accroître le prix de revient de l'émulsion ultérieurement obtenue, sans bénéfice réel.

   On doit au contraire s'attacher à utiliser les quantités minimums   permeftant    la stabilisation du latex.



   L'amine peut être additionnée au latex sous forme d'une dispersion aqueuse de concentration voisine de 10    /o,    par exemple. Le latex et la dispersion d'amine peuvent éventuellement être dilués avec de l'eau ordinaire pour faciliter le mélange.



   Au lieu d'une amine dispersable dans l'eau sans addition d'acide, on peut aussi utiliser pour stabiliser le latex un émulsifiant non ionique, ainsi qu'indiqué précédemment. Ces émulsifiants non ioniques sont, par exemple, des dérivés   polyoxyéthyléniques    d'alcools, d'acides, de phénols, d'amides ou d'amines de formules suivantes:    R- (OC2H1)  > OH,   
 R - NH -   (QO)nOH,   
 R -   COO(-H,O),H    ou
 R -   CONH(QH4O)nH,   
R étant un radical hydrocarboné aliphatique, arylique ou alcoylarylique, et n un nombre entier compris entre 6 et 30.



   On peut notamment citer parmi les produits commerciaux utilisables 1'  Alphényl  qui répond à la première des quatre formules ci-dessus, et les   Polyrad   qui répondent à la seconde.



   La quantité de stabilisateur non ionique par rapport au latex est comprise avantageusement entre 2 et 10   O/o    en poids. Enfin, un autre groupe de stabilisateurs utilisables est constitué par les acides aminés qui sont, par exemple, des produits d'hydrolyse des protéines, notamment ceux résultant de l'hydrolyse alcaline de la gélatine et de la caséine. Ces acides aminés peuvent être utilisés en proportion comprise entre 2 et 50   O/o    en poids du latex, suivant la nature de l'acide aminé mis en ceuvre.



   Le latex stabilisé par   l'un    des trois stabilisateurs ci-dessus est ensuite additionné de l'émulsifiant constitué par une solution d'une amine neutralisée, en excès ou non, par un acide minéral ou organique.



  Le pH de cette solution est avantageusement de l'ordre de 1,5 à 5.



   Les émulsifiants que   l'on    ajoute au latex stabilisé peuvent être des solutions d'amines semblables à celles décrites plus haut, le radical R comportant toutefois un plus grand nombre d'atomes de carbone, car, du fait de la solubilisation de l'amine par un acide, il n'est pas besoin que ces amines soient dispersables dans l'eau sans addition d'acide. On peut certes utiliser également des amines dispersables dans l'eau sans addition d'acide. Ceci n'est cependant pas avantageux, car ces amines sont généralement plus coûteuses que leurs homologues supérieurs non dispersables. La proportion d'émulsifiant aminique peut varier entre 0,2   o/o    et 0,6   O/o    en poids de l'émulsion totale. On se tiendra, de préférence, à la limite inférieure lorsque le stabilisant du latex est une amine dispersable.



   Comme acides utilisables pour neutraliser les amines on peut citer l'acide chlorhydrique, l'acide formique et l'acide acétique, l'acide chlorhydrique étant préféré pour des raisons d'économie.



   Le latex stabilisé et additionné de la solution d'une amine neutralisée, en excès ou non, par un acide minéral ou organique, est alors dilué pour former la phase aqueuse de l'émulsion et on disperse  dans cette phase aqueuse, dans laquelle est déjà dis persé le caoutchouc, le produit hydrocarboné. Cette dispersion est en général effectuée dans un homogénéiseur à chaud, pour fluidifier les hydrocarbures.



  Les proportions relatives des constituants dispersés sont en général les suivantes par rapport au poids total de l'émulsion:
 caoutchouc :   2 oxo    à   10 /o   
 hydrocarbures: 40   O/o    à   70 ouzo   
 Parmi les hydrocarbures utilisables, on citera en particulier les bitumes purs de pénétration A. S. T. M. de 40 à 400 mm à l'aiguille de 100 g pendent 5 secondes à 250 C, les mélanges goudron-bitume (le terme bitume désignant ici les produits extraits de l'asphalte ou du pétrole et le terme goudron les produits extraits de la houille), les bitumes fluxés par une fraction plus légère de distillation, tels que le kérosène (dits ci-après bitumes fluxés) et présentant une viscosité B. R. T.

   A. de 50 à 500 secondes à l'orifice de 10 mm à 250 C et les produits précités fluxés à l'aide d'huiles anthracéniques de préférence ou éventuellement d'huiles obtenues dans la distillation du goudron.



   On donne notamment la préférence aux bitumes fluxés, complémentairement fluxés avec 5 à 20   O/o    d'huile anthracénique, ce qui permet d'obtenir pour le liant résiduel, après rupture de l'émulsion, une viscosité convenable assurant un bon accrochage et un bon mouillage des gravillons, en même temps qu'un vieillissement très lent. L'addition du caoutchouc augmente en effet fortement la viscosité du produit hydrocarboné, de sorte qu'il y a intérêt à partir d'un produit plus fluide que ceux habituellement utilisés dans les émulsions dépourvues de caoutchouc.



   Les liants obtenus par le procédé selon l'invention peuvent être utilisés pour l'épandage ou pour l'enrobage des gravillons, selon les techniques usuelles d'application des émulsions aqueuses. Elles se comportent comme les émulsions acides ordinaires dont elles présentent les   avantages      - bonnes    qualités d'adhésivité vis-à-vis des maté
 riaux acides; - rupture procédant à partir de la surface des
 matériaux enrobés, se traduisant par une très
 faible sensibilité aux conditions atmosphériques
 des émulsions lors de leur application.



   Elles comportent en outre sur les émulsions acides ordinaires l'avantage d'assurer un dépôt homogène d'hydrocarbures et de caoutchouc, supérieur quant à ses propriétés rhéologiques et routières, aux hydrocarbures seuls.



   Exemple   1   
 Soit à préparer une tonne d'émulsion à 65   o/o    d'hydrocarbures; on utilise 25 kg de latex ordinaire de caoutchouc à   60 0/o,    conservé à l'ammoniaque, dans lequel on ajoute 30 kg d'une dispersion à   lO0/o    d'amine de formule suivante:
EMI3.1     

R étant le radical hydrocarboné des acides gras que   l'on    rencontre dans l'huile de coco.



   Après mélange des deux constituants précédents, le pH du latex ainsi stabilisé reste supérieur à 8.



  On ajoute alors 20 kg d'une solution à   10 0/o    de chlorhydrate d'amine de formule:    R-NH-CH2-CH2-NH2 .HCl   
R étant le radical hydrocarboné des acides gras que   l'on    rencontre dans le suif.



   La solution aqueuse de ce chlorhydrate est acide et son pH est compris entre 1,5 et 5.   I1    n'y a pas de rupture de la dispersion de latex lors du mélange avec la solution d'amine.



   On dilue le mélange obtenu avec de l'eau ordinaire jusqu'à obtention de 350 kg d'émulsion acide de latex dilué.



   Cette émulsion chauffée à 900 est passée dans un homogénéiseur en même temps que 650 kg de bitume fluxé de viscosité 400/500 secondes, fluxé complètement avec   10 oxo    d'huile anthracénique.



   On obtient une émulsion de bitume fluxé et de caoutchouc qui peut être utilisée pour l'épandage superficiel ou pour l'enrobage des gravillons de toutes natures.



   Exemple 2
 Soit à préparer une tonne d'émulsion à 65   O/o    d'hydrocarbures. On utilise 25 kg de latex ordinaire à 60    /o,    conservé à l'ammoniaque. On l'additionne de 1 kg d'  Alphényl   (émulsifiant non ionique commercial résultant de la condensation de 8 molécules environ d'oxyde d'éthylène avec 1 molécule de butylphénol). On dilue le mélange de moitié avec de l'eau ordinaire. On mélange ensuite avec 40 kg de solution de chlorhydrate d'amine contenant 4 kg d'amine de formule:    R-NH-C2H4-NH2,   
R étant le radical hydrocarboné des acides gras du suif, et 4,500 kg d'acide chlorhydrique du commerce à 33   O/o    (ce qui correspond à un excès de 100   O/o    environ).

   Lors du mélange, il n'y a pas de rupture et le latex acide obtenu peut ainsi être dilué avec de l'eau ordinaire jusqu'à 350 kg pour constituer la phase aqueuse de l'émulsion. Chauffée à 900 C, cette phase aqueuse est introduite dans un   homogénéiseur    avec 650 kg de bitume de pénétration 180/200 fluxé avec   12O/o    d'huile anthracénique et   6 0/o    d'huile phénolique.



   Dans l'exemple précédent   l'  Alphényl      pourrait être remplacé, sans modification de quantité, par   1'      Emulphor A   (nom commercial d'un condensat d'acide oléique et d'oxyde d'éthylène), par 1'  Ethofat 6060   (nom commercial d'un condensat d'acide stéarique et d'oxyde d'éthylène), par la   Base LP 12  (nom commercial d'un condensat d'alcool lau  rique et d'oxyde d'éthylène) ou par les   Polyrads 1100  (nom commercial d'un condensat d'amène résinique et d'oxyde   d'éthylène).   



   Exemple 3
 Soit à préparer 1 tonne d'émulsion à   65 0/o    d'hydrocarbures. On utilise 25 kg de latex ordinaire conservé à l'ammoniaque. On l'additionne de 10 kg de solution à   10' /o    de caséine hydrolysée par chauffage avec 0,4   o/o    de soude par rapport à la solution.



  On dilue le mélange de moitié avec de l'eau ordinarre. On mélange ensuite avec   40kg    de solution de chlorhydrate d'amine préparé dans les mêmes conditions que dans l'exemple précédent. Lors du mélange il n'y a pas de rupture et le latex acide, ainsi stabilisé peut être dilué à l'eau ordinaire et additionné de 650 kg   dlhydrocarbures    de la même façon que dans les exemples précédents.



   REVENDICATIONS
 I. Procédé de préparation d'un liant pour la fabrication de revêtements de sols, caractérisé en ce qu'on stabilise un latex de caoutchouc à l'aide d'une amine dispersable dans l'eau sans addition d'acide, d'un acide aminé ou d'un émulsifiant non ionique, en ce qu'on ajoute au latex stabilisé un émulsifiant constitué par une solution d'une amine neutralisée, en excès ou non, par un acide minéral ou organique, en ce qu'on dilue le mélange avec de l'eau pour en former la phase aqueuse de l'émulsion contenant du caoutchouc dispersé et en ce que   l'on    y disperse des hydrocarbures, en obtenant ainsi une émulsion aqueuse acide de caoutchouc et d'hydrocarbures.
  

Claims (1)

1. II. Liant pour la fabrication de revêtements de sols, obtenu par le procédé selon la revendication I.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'amine dispersable dans l'eau, sans addition d'acide, utilisée comme stabilisateur du latex, répond à l'une des formules suivantes: EMI4.1 EMI4.2 dans lesquelles R' est un radical hydrocarboné aliphatique inférieur et R est un radical hydrocarboné, saturé ou non, ayant 12 à 18 atomes de carbone.

   2. Procédé suivant la sous-revendication 2, caractérisé en ce que l'amine dispersable dans l'eau sans addition d'acide est utilisée à raison de 5 à 20 O/o en poids du latex à stabiliser.

   3. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'émulsifiant non ionique, utilisé comme stabilisant du latex de caoutchouc, est un dérivé polyoxyéthylénique d'un alcool, d'un acide, d'un phénol, d'une amide ou d'une amine, la proportion employée par rapport au latex étant de 2 à 10 o/o en poids.

   4. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'acide aminé utilisé comme stabilisateur du latex est la caséine ou la gélatine, la proportion employée par rapport au latex étant de 2 à 50 o/o en poids.

   5. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que les proportions du caoutchouc et d'hydrocarbures par rapport à l'émulsion acide finale sont respectivement de 2 oxo à 10 o/o et de 40 O/o à 70 O/o en poids.

   6. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la proportion de l'émulsifiant aminique est comprise entre 0,2 0/o et 6 0/o en poids de l'émulsion finale.

   7. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on emploie comme hydrocarbures un bitume ou un bitume fluxé.