CH622539A5 - Process for improving the rheological properties of a hydrocarbon of the asphalt type - Google Patents

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CH622539A5
CH622539A5 CH1512674A CH1512674A CH622539A5 CH 622539 A5 CH622539 A5 CH 622539A5 CH 1512674 A CH1512674 A CH 1512674A CH 1512674 A CH1512674 A CH 1512674A CH 622539 A5 CH622539 A5 CH 622539A5
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polythiol
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CH1512674A
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Jean Baptiste Signouret
Albert Nicolau
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Elf Aquitaine
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Description

La présente invention concerne un procédé pour améliorer les propriétés rhéologiques d'un hydrocarbure du type asphalt par incorporation d'un polysulfure organique formé par l'action 45 du soufre fondu sur un composé portant un groupe thiol (-SH) dans le reste d'alcool d'un ester. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que ce composé est un polyester polythiol dérivé d'un polyacide aliphatique, renfermant 2 à 5 groupes carboxyliques et au moins 15 atomes de carbone dans sa molé- 50 cule. The present invention relates to a process for improving the rheological properties of an asphalt type hydrocarbon by incorporating an organic polysulfide formed by the action of molten sulfur on a compound carrying a thiol group (-SH) in the rest of alcohol from an ester. The process according to the invention is characterized in that this compound is a polyester polythiol derived from an aliphatic polyacid, containing 2 to 5 carboxylic groups and at least 15 carbon atoms in its molecule.

Les acides, pouvant entrer dans la composition des polyesters soufrés, sont des acides aliphatiques saturés ou non saturés, portant au moins deux fonctions carboxyliques, et généralement 2 à 5 groupes -COOH, le nombre total d'atomes de carbone du 55 polyacide étant d'au moins 15. De préférence, les polyacides utilisés sont en Cj5 à C66. Ils peuvent être constitués par des acides à longue chaîne, obtenus par l'oxydation ménagée de paraffines ou/et oléfines. Ainsi peut-on employer par exemple les acides tétradécane dicarboxyliques et tétracarboxyliques, 60 hexadécane-dicarboxyliques, tricarboxyliques ou tétra-carboxy-Iique ; d'autres exemples sont des acides di, tri, tètra, ou penta-carboxyliques dérivés des octadécanes, eicosanes, tri-acontanes, nonadécane-dicarboxyliques, tétracosane-dicarboxyliques, tricarboxyliques, tétracarboxyliques, ou/et penta-carboxyliques, f>5 hexadécène-dicarboxylique, octadécadiènes dicarboxyliques, octadécatriènes tricarboxyliques, etc. The acids, which can enter into the composition of sulfur polyesters, are saturated or unsaturated aliphatic acids, carrying at least two carboxylic functions, and generally 2 to 5 -COOH groups, the total number of carbon atoms of the polyacid 55 being d 'at least 15. Preferably, the polyacids used are C5 to C66. They can consist of long chain acids, obtained by the gentle oxidation of paraffins and / and olefins. Thus, it is possible to use, for example, tetradecane dicarboxylic and tetracarboxylic acids, hexadecane-dicarboxylic, tricarboxylic or tetra-carboxy-Iic acids; other examples are di, tri, tetra, or penta-carboxylic acids derived from octadecanes, eicosanes, tri-acontanes, nonadecane-dicarboxylic, tetracosane-dicarboxylic, tricarboxylic, tetracarboxylic, or / and penta-carboxylic, f> 5 hexadecene -dicarboxylic, dicarboxylic octadecadienes, tricarboxylic octadecatrienes, etc.

Une classe de polyacides, qui se rangent dans la série sus- A class of polyacids, which fall into the above series

dans laquelle R est un radical alkylène, le plus souvent en Cs à C12 et surtour en C2 à C6; R' est un atome d'hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée aliphatique, pouvant renfermer une ou plusieurs doubles liaisons et, éventuellement, des substituants du type sulfo, nitrile, hydroxy, etc. ; R" est une chaîne alkényli-que pouvant porter, comme R', des doubles liaisons ou/et des substituants, mais R" peut ne pas exister; le degré de polymérisation n est en général faible, ne dépassant pas 10 ou mieux n'excédant pas 6; le plus souvent n est égal à 2 ou à 3, c'est-à-dire que le polyester-polythiol est un dimère ou un trimère de l'ester thiol unitaire, représenté dans les parenthèses de la formule (1). in which R is an alkylene radical, most often in Cs to C12 and moreover in C2 to C6; R 'is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon chain, which may contain one or more double bonds and, optionally, substituents of the sulfo, nitrile, hydroxy type, etc. ; R "is an alkenyl chain which can carry, like R ', double bonds and / or substituents, but R" may not exist; the degree of polymerization n is generally low, not exceeding 10 or better not exceeding 6; most often n is equal to 2 or 3, that is to say that the polyester-polythiol is a dimer or a trimer of the unitary thiol ester, represented in the brackets of formula (1).

Les chaînes hydrocarbonées R' ou/et R" peuvent former des cycles, dans la molécule de l'oligomère, comme admis actuellement pour le dimère de l'acide linoléique par exemple (Journ. Amer. Org. Chem. Soc. - Décembre 1962 - vol. 39 -page 535). The hydrocarbon chains R 'or / and R "can form rings, in the molecule of the oligomer, as currently accepted for the dimer of linoleic acid for example (Journ. Amer. Org. Chem. Soc. - December 1962 - vol. 39 -page 535).

Ainsi qu'indiqué plus haut en d'autres termes, le groupe acide unitaire R'-CH=CH-R"-COO, dans la formule (1) renferme en général jusqu'à 30 atomes de carbone, mais surtout 6 à 24 et de préférence 11 à 18. As indicated above in other words, the unitary acid group R'-CH = CH-R "-COO, in formula (1) generally contains up to 30 carbon atoms, but especially 6 to 24 and preferably 11 to 18.

Des produits particulièrement utiles, et à la fois aisément accessibles industriellement, dérivent des divers acides gras naturels, surtout en Clg, notamment acides oléique, élaïdique, linoléique, linolénique, ricinoléique, etc. A titre d'exemple, Particularly useful products, which are both readily available industrially, are derived from various natural fatty acids, especially Clg, in particular oleic, elaidic, linoleic, linolenic, ricinoleic acids, etc. For exemple,

pour l'acide oléique, c'est-à-dire acide octadécène-8-carboxyli-que-1, R' est CH3-(CH2)t-, la formule globale étant ainsi: for oleic acid, that is to say octadecene-8-carboxylic acid that-1, R 'is CH3- (CH2) t-, the overall formula being thus:

[CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COO-R-SH]n [CH3- (CH2) 7-CH = CH- (CH2) 7-COO-R-SH] n

(2) (2)

Dans le cas du dimère (n=2), la structure du diester dithiol correspondant peut s'écrire: In the case of the dimer (n = 2), the structure of the corresponding dithiol diester can be written:

CH3-(CH2)7-CH=C-(CH2)T-COO-R-SH CH3-(CH2)7-CH2-CH-(CH2)T-COO-R-SH CH3- (CH2) 7-CH = C- (CH2) T-COO-R-SH CH3- (CH2) 7-CH2-CH- (CH2) T-COO-R-SH

(3) (3)

Le groupe hydrocarboné r, reliant le carboxyle à la fonction thiol (-sh), peut être linéaire ou ramifié, par exemple éthényle, propényle, iso-propényle, butényle, iso-butényle, hexényle, oc-tényle, iso-octényle etc. Ainsi, par exemple, les groupements terminaux -coo-r-sh des oligomères suivant l'invention peuvent être: The hydrocarbon group r, connecting the carboxyl to the thiol (-sh) function, can be linear or branched, for example ethenyl, propenyl, iso-propenyl, butenyl, iso-butenyl, hexenyl, oc-tenyl, iso-octenyl etc. Thus, for example, the -coo-r-sh end groups of the oligomers according to the invention can be:

-coo-ch2ch2sh -coo-ch2ch2ch2sh -coo-ch2-c h-sh -coo-ch2ch2sh -coo-ch2ch2ch2sh -coo-ch2-c h-sh

CH, CH,

3 3

622 539 622,539

-COO-CH,-C H-CH-.SH I -COO-CH, -C H-CH-.SH I

ch3 ch3

-COO-(CH2)6-SH etc. -COO- (CH2) 6-SH etc.

En ce qui concerne les polyesters-polythiols obtenus à partir des polyacides monomères, leur structure est analogue à celle des oligomères. On a par exemple: As regards the polyester polythiols obtained from the monomeric polyacids, their structure is similar to that of the oligomers. We have for example:

HS-CH,OHU-OOC-CTLCTL-CH2-CH-(CH2)I0-COO-CH2CH2SH HS-CH, OHU-OOC-CTLCTL-CH2-CH- (CH2) I0-COO-CH2CH2SH

I I

COO-CH2CH2SH COO-CH2CH2SH

dans le cas d'un triester d'éthylène thiol d'un acide heptadécane 10 tricarboxylique. in the case of an ethylene thiol triester of a heptadecane tricarboxylic acid.

Les polyesters-polythiols se combinent facilement avec du soufre élémentaire, pour donner des polysulfures correspondants, utiles en tant que plastifiants de diverses matières, en particulier du bitume, dont ils améliorent la cohésivité et l'adhé- 15 sivité vis-à-vis des charges minérales, notamment du gravier. Ces polysulfures ont une composition similaire à celle des polyesters-polythiols décrits plus haut, dans lesquels l'hydrogène des groupes -SH a réagi avec le soufre ajouté, pour donner de l'H2S et des groupements polysulfures, suivant la réaction 20 bien connue de formation de ces derniers. Les polysulfures obtenus ont une structure variable selon la température à laquelle est effectuée l'opération, et suivant la quantité de soufre utilisé. Ainsi, la teneur en S de ces polysulfures est de 1 à 10 atomes de S par groupe carboxylique -COO présent dans la 25 molécule, ce qui correspond à des polysulfures de rang 2 à 20 en S. Les produits les plus courants contiennent 2 à 6 atomes de S par groupe carboxylique. The polyesters polythiols combine easily with elemental sulfur, to give corresponding polysulphides, useful as plasticizers of various materials, in particular bitumen, of which they improve the cohesiveness and the adhesion with respect to mineral fillers, including gravel. These polysulfides have a composition similar to that of the polyester polythiols described above, in which the hydrogen of the -SH groups reacted with the added sulfur, to give H 2 S and polysulfide groups, according to the well known reaction of training of the latter. The polysulphides obtained have a variable structure according to the temperature at which the operation is carried out, and according to the quantity of sulfur used. Thus, the S content of these polysulfides is from 1 to 10 S atoms per carboxylic group -COO present in the molecule, which corresponds to polysulfides of rank 2 to 20 in S. The most common products contain 2 to 6 S atoms per carboxylic group.

Un procédé utilisable pour la production des polyesters-polythiols, décrits plus haut, consiste à estérifier, au moyen d'un 30 mercapto-alcanol, le polyacide aliphatique choisi. L'opération peut être réalisée au sein d'un liquide, tel que benzène par exemple, donnant un mélange azéotropique avec l'eau formée par l'estérification ; l'eau est ainsi éliminée par distillation, au fur et à mesure de la formation du polyester. A process which can be used for the production of the polyester polythiols described above consists in esterifying, with a mercapto-alkanol, the chosen aliphatic polyacid. The operation can be carried out in a liquid, such as benzene for example, giving an azeotropic mixture with the water formed by the esterification; the water is thus removed by distillation, as the polyester is formed.

Selon la nature des polyacides et celle des mercapto-alcanols employés, la température de l'estérification peut varier, mais elle est généralement de l'ordre de 50° à 150° C, et de préférence de 70° à 100° C. Comme dans d'autres estérifications, il est avantageux d'adjoindre un catalyseur acide, en particulier un 40 acide aryl-sulfonique. Depending on the nature of the polyacids and that of the mercapto-alkanols used, the temperature of the esterification can vary, but it is generally of the order of 50 ° to 150 ° C, and preferably from 70 ° to 100 ° C. As in other esterifications, it is advantageous to add an acid catalyst, in particular an aryl sulfonic acid.

Les divers oligomères d'acides utilisables peuvent être représentés globalement par la formule: The various acid oligomers which can be used can be represented globally by the formula:

(4) (4)

35 35

[R'-CH=CH-R' '-COOH]„ [R'-CH = CH-R '' -COOH] „

(5) (5)

dans laquelle R', R" et n ont les mêmes significations que plus haut, à propos de la formule (1). in which R ', R "and n have the same meanings as above, with regard to formula (1).

On trouve actuellement, dans le commerce, des oligomères - principalement dimères et trimères - d'acides gras non sa- 50 turés, surtout en C]8, qui conviennent parfaitement à la réalisation de la présente invention. Ce sont par exemple les polyacides vendus sous la dénomination «EMPOL» par la Société Unile-ver-Emery N.V. de Gouda (Hollande). De tels oligomères d'acides gras insaturés sont également décrits par Norman O.V. 55 SONNTAG dans «INTERSCIENCE» vol. 5 sous le titre «Fatty Acids» aux pages 3572-3580. At present, there are commercially available oligomers - mainly dimers and trimers - of unsaturated fatty acids, especially C 18, which are perfectly suitable for carrying out the present invention. These are for example the polyacids sold under the name "EMPOL" by the Unile-ver-Emery N.V. Company of Gouda (Holland). Such oligomers of unsaturated fatty acids are also described by Norman O.V. 55 SONNTAG in “INTERSCIENCE” vol. 5 under the title "Fatty Acids" on pages 3572-3580.

Quant aux mercapto-alcanols, on peut employer divers composés HO-R-SH dont le groupe R est défini plus haut, à propos de la formule (1) et dans la paragraphe succédant à la 6o formule (3). Ainsi, peut-on estérifier le polyacide non saturé au moyen de mercapto-éthanol, mercapto-propanol (ou isopropa-nol), mercapto-butanol (ou isobutanol), mercapto-octanols, etc. Le mercapto-éthanol est particulièrement intéressant. As for the mercapto-alkanols, various HO-R-SH compounds can be used, the group R of which is defined above, with regard to formula (1) and in the paragraph following the 6o formula (3). Thus, can the unsaturated polyacid be esterified using mercapto-ethanol, mercapto-propanol (or isopropa-nol), mercapto-butanol (or isobutanol), mercapto-octanols, etc. Mercapto-ethanol is particularly interesting.

D'ailleurs plusieurs mercapto-alcanols différents peuvent « être employés conjointement, pour former des polyesters-poly-thiols non saturés, mixtes. De même, peut-on avoir intérêt à utiliser des co-oligomères de différents acides monomères, Moreover, several different mercapto-alkanols can “be used jointly, to form mixed polyesters-poly-thiols, mixed. Likewise, can it be advantageous to use co-oligomers of different monomeric acids,

comme c'est le cas du co-dimère oléique-linoléique décrit par J.C. COWAN dans le vol. 39 de Journ. Am. Org. Chem. Soc. (Déc. 1962) précité, page 537. as is the case of the oleic-linoleic co-dimer described by J.C. COWAN in vol. 39 of Journ. Am. Org. Chem. Soc. (Dec. 1962) cited above, page 537.

La transformation des polyester-polythiols en polyesters-polysulfures peut être effectuée par chauffage avec du soufre élémentaire. Bien que cette opération puisse avoir lieu dans un domaine de température assez large, notamment entre 50° et 250° C, elle est, de préférence, réalisée au-dessus du point de fusion du soufre, notamment entre 120° et 200° C. Lorsque les polyester-polythiols dérivent des acides gras non saturés, en Q ! à C24, en particulier en Clg, leur sulfuration se fait avantageusement entre 150° et 200° C. Comme dans d'autres sulfurations de composés organiques, il est recommandable d'incorporer au mélange réactionnel un catalyseur approprié ; de tels catalyseurs, connus en soi, sont par exemple des dérivés de la guani-dine, notamment diphényl-guanidine ou autre. The transformation of polyester-polythiols into polyester-polysulphides can be carried out by heating with elemental sulfur. Although this operation can take place in a fairly wide temperature range, in particular between 50 ° and 250 ° C, it is preferably carried out above the melting point of sulfur, in particular between 120 ° and 200 ° C. When polyester polythiols are derived from unsaturated fatty acids, in Q! at C24, in particular in Clg, their sulfurization is advantageously carried out between 150 ° and 200 ° C. As in other sulfurizations of organic compounds, it is advisable to incorporate into the reaction mixture an appropriate catalyst; such catalysts, known per se, are for example derivatives of guani-dine, in particular diphenyl-guanidine or the like.

Les polysulfures décrits plus haut sont utilisés, selon l'invention, pour améliorer les propriétés rhéologiques d'un hydrocarbure lourd, du type asphalte. The polysulphides described above are used, according to the invention, to improve the rheological properties of a heavy hydrocarbon, of the asphalt type.

Une application fort utile de ces produits est la production de revêtement, mastics, joints et articles similaires, à base de matières hydrocarbonées du type asphalte, goudron, brai, bitume, etc. On peut employer une faible addition de ces polyes-ters-polysulfures, par exemple de 0,2 à 7 % en poids, pour améliorer très sensiblement les propriétés rhéologiques, mécaniques et therminiques de tels revêtements. A very useful application of these products is the production of coatings, sealants, seals and similar articles, based on hydrocarbon materials such as asphalt, tar, pitch, bitumen, etc. A small addition of these poly-ters-polysulfides, for example from 0.2 to 7% by weight, can be used to very significantly improve the rheological, mechanical and thermal properties of such coatings.

Ce sont surtout les polyesters-polysulfures, décrits plus haut, notamment ceux qui sont obtenus à partir des acides dimères et trimères d'acides gras non saturés, appelés «Empol», qui conviennent particulièrement bien comme adjuvant de compositions bitumineuses; ils présentent un caractère élastomérique dû aux trimères, contenus dans ces acides, que ont joué le rôle de réticulant. Ce mélange d'acides dimères et trimères, facilement disponible dans le commerce, est donc particulièrement intéressant, puisqu'on n'a pas besoin d'ajouter un réticulant supplémentaire dans le milieu bitumineux. It is especially the polyesters-polysulphides, described above, in particular those which are obtained from dimeric and trimeric acids of unsaturated fatty acids, called "Empol", which are particularly suitable as an adjuvant for bituminous compositions; they have an elastomeric character due to the trimers contained in these acids, which have played the role of crosslinker. This mixture of dimer and trimer acids, readily available commercially, is therefore particularly advantageous, since there is no need to add an additional crosslinker in the bituminous medium.

Les polyesters-polysulfures en question confèrent notamment au bitume une souplesse considérablement accrue, permettant le pliage sans cassure à —50° C; d'autre part, ils améliorent la cohésion, la résistance au choc et l'adhésivité. Ces produits présentent également l'avantage de ne pas cristalliser au sein des compositions bitumineuses. Bien que les polyester-polythiols décrits, eux-mêmes, puissent servir d'adjuvants aux compositions bitumineuses, leur principale utilité est de servir de matière de départ à la préparation des polysulfures correspondants. The polyesters-polysulphides in question in particular give the bitumen considerably increased flexibility, allowing folding without breaking at -50 ° C; on the other hand, they improve cohesion, impact resistance and adhesiveness. These products also have the advantage of not crystallizing in bituminous compositions. Although the polyester polythiols described, themselves, can serve as adjuvants to bituminous compositions, their main utility is to serve as starting material for the preparation of the corresponding polysulphides.

Exemple a) Préparation d'oligomère polyester-polythiol insaturé Example a) Preparation of unsaturated polyester-polythiol oligomer

La préparation est effectuée à partir d'un mélange d'oligomères d'acides gras en Clg, connu dans le commerce sous la dénomination EMPOL 1024 (Société UNILEVER-EMERY N.V.) ; ce produit contient, en poids, 81 % de dimère d'acide aliphatique insaturé à 18 atomes de carbone, le dimère étant ainsi en C36; les 19% restants sont constitués par le trimère correspondant (soit C54) ; il n'y a que des traces d'acide monomère; l'indice d'acide est de 195 ; poids moléculaire moyen 620. The preparation is carried out from a mixture of oligomers of fatty acids in Clg, known in the trade under the name EMPOL 1024 (Company UNILEVER-EMERY N.V.); this product contains, by weight, 81% of dimer of aliphatic acid unsaturated with 18 carbon atoms, the dimer thus being in C36; the remaining 19% is made up of the corresponding quarter (ie C54); there are only traces of monomeric acid; the acid number is 195; average molecular weight 620.

622 539 622,539

1140 g de ces oligomères (1,83 moles) sont mélangés avec 312 g de mercapto-éthanol (4 moles) dans 1500 ml de benzène contenant 10 g d'acide benzène-sulfonique comme catalyseur de l'estérification. Le mélange est placé dans un réacteur de 4 litres, muni d'un agitateur et d'un réfrigérant descendant, pour la distillation du mélange azéotrope que forme le benzène avec l'eau provenant de l'estérification. 1140 g of these oligomers (1.83 moles) are mixed with 312 g of mercapto-ethanol (4 moles) in 1500 ml of benzene containing 10 g of benzene sulfonic acid as an esterification catalyst. The mixture is placed in a 4-liter reactor, equipped with an agitator and a descending coolant, for the distillation of the azeotropic mixture which forms benzene with the water coming from the esterification.

On chauffe le contenu du ballon pendant 6 heures, en faisant distiller le mélange/azéotrope benzène-eau au fur et à mesure de sa formation. On recueille ainsi 72 g d'eau éliminée (4 moles). The contents of the flask are heated for 6 hours, distilling the benzene-water mixture / azeotrope as it is formed. 72 g of removed water are thus collected (4 moles).

Le produit, restant dans le réacteur, est lavé deux fois avec 1 litre d'eau, après quoi le benzène résiduel est éliminé par distillation. The product, remaining in the reactor, is washed twice with 1 liter of water, after which the residual benzene is removed by distillation.

On obtient ainsi 1280 g d'oligomère polyester-polythiol insaturé aux caractéristiques suivantes: 1280 g of unsaturated polyester-polythiol oligomer are thus obtained with the following characteristics:

indice d'acide 16 SH% 7,9 acid number 16 SH% 7.9

indice d'iode 91 S% 8,7 iodine index 91 S% 8.7

indice de saponification 202 saponification index 202

L'analyse montre que 88,5% du soufre total, présent, se trouve sous la forme de groupe thiol (-SH). Analysis shows that 88.5% of the total sulfur present is in the form of a thiol group (-SH).

b) Préparation de polyester polysulfure insaturé. b) Preparation of unsaturated polyester polysulfide.

A1000 g de polyester polythiol non saturé, obtenu à la manière décrite dans l'exemple 1, on ajoute 150 g de fleur de soufre, et l'on chauffe le mélange à 180° C sous agitation, jusqu'à cessation de dégagement de H2S, soit durant 2 heures. On obtient 1110 g de produit. A1000 g of unsaturated polythiol polyester, obtained in the manner described in Example 1, 150 g of sulfur flower are added, and the mixture is heated to 180 ° C. with stirring, until cessation of release of H2S , or for 2 hours. 1110 g of product are obtained.

La masse élastomère, ainsi obtenue, présente les caractéristiques suivantes: The elastomeric mass thus obtained has the following characteristics:

SH% voisin de 0 SH% close to 0

S % 17,9% soit 1,97 atomes S par groupe -COO S% 17.9% or 1.97 S atoms per group -COO

température de transition vitreuse — 60° C glass transition temperature - 60 ° C

c) Préparation d'un concentré de polysulfure dans du bitume. c) Preparation of a polysulphide concentrate in bitumen.

Une préparation analogue à celle selon b) est effectuée au sein d'une certaine quantité de bitume, de façon à obtenir un concentré de polysulfure, en vue de son addition à des masses de bitume pour revêtement routier. A preparation similar to that according to b) is carried out within a certain amount of bitumen, so as to obtain a polysulphide concentrate, with a view to its addition to bitumen masses for road surfaces.

Pour cela, 300 g de polyester polythiol insaturé, de l'exemple 1, sont introduits, a 'ec 50 g de soufre, dans 650 g de bitume de pénétration 80/100; on y ajoute 1 g de diphényl-guanidine, accélérateur de la sulfuration. Le tout est chauffé 180° ±5° C pendant 2 heures, sous agitation. Le dégagement de H2S ayant alors fortement diminué, on refroidit le produit à la température ambiante; il se présente sous la forme d'une masse viscoélasti-que, soluble dans du bitume, du goudron, ainsi que dans les solvants aromatiques chlorés. Cette masse est constituée par une solution de polyester-polysulfure dans du bitume, renfermant en poids 34% de polysulfure avec 66% de bitume ; elle présente une température de transition vitreuse Tg de —58° C. For this, 300 g of unsaturated polythiol polyester, from Example 1, are introduced, with 50 g of sulfur, into 650 g of 80/100 penetrating bitumen; 1 g of diphenyl-guanidine, accelerator of the sulfurization, is added thereto. The whole is heated 180 ° ± 5 ° C for 2 hours, with stirring. The release of H2S having then greatly decreased, the product is cooled to room temperature; it is in the form of a viscoelastic mass, soluble in bitumen, tar, as well as in chlorinated aromatic solvents. This mass consists of a solution of polyester-polysulfide in bitumen, containing by weight 34% of polysulfide with 66% of bitumen; it has a glass transition temperature Tg of —58 ° C.

La stabilité thermique de ce produit est déterminée par chauffage à 200° C pendant 3 heures: la perte de poids, à la suite de cet essai, est négligeable. On a donc une stabilité meilleure même qu'avec les bons adjuvants à base de polysulfures, décrits dans les brevets français n° 69 10935 et 70 41788. The thermal stability of this product is determined by heating at 200 ° C for 3 hours: the weight loss, following this test, is negligible. There is therefore a better stability even than with the good adjuvants based on polysulphides, described in French patents n ° 69 10935 and 70 41788.

d) Influence du polyester-polysulfure sur la température de transition vitreuse (Tg) d) Influence of polyester-polysulfide on the glass transition temperature (Tg)

Sur une série d'échantillons, formés par la dilution du concentré à 34% obtenu selon c) dans des quantités variables de bitume frais de pénétration 80/100, on a déterminé les Tg à la manière connue, les résultats suivants ont été obtenues: On a series of samples, formed by diluting the concentrate to 34% obtained according to c) in variable quantities of fresh bitumen of penetration 80/100, the Tg were determined in the known manner, the following results were obtained:

% en poids de polysulfure 34 13,6 10,2 6,8 1,70 dans le bitume % by weight of polysulphide 34 13.6 10.2 6.8 1.70 in bitumen

Tg° C -58 -45 -35 -34 -22 Tg ° C -58 -45 -35 -34 -22

On peut voir que l'addition au bitume même d'une faible proportion de polysulfure, suivant l'invention, permet d'abaisser très sensiblement la température de transition vitreuse, qui donne indirectement la mesure de la résistance au pliage. It can be seen that the addition to the bitumen even of a small proportion of polysulphide, according to the invention, makes it possible to very significantly lower the glass transition temperature, which indirectly gives the measurement of the resistance to bending.

e) Application à des compositions d'agrégats, avec du bitume e) Application to aggregate compositions, with bitumen

Le concentré de polysulfure obtenu selon c) est utilisé pour la préparation d'une composition de 100 parties de cailloux et graviers («agrégat Vignat») avec 6,6 parties de bitume de pénétration 80/100. Ce dernier contient 6,8% de polysulfure décrit sous b). Des éprouvettes de cette composition sont soumises aux déterminations de la stabilité, par les méthodes de Duriez et de Brésilien, connues, décrites en particulier dans la publication n° 2 036 843 du brevet français n° 69 10935, pages 7 et 8, et dans «Nouveau Traité de Matériaux de Construction» tome III — DUNOD 1962, p. 681. The polysulfide concentrate obtained according to c) is used for the preparation of a composition of 100 parts of pebbles and gravel (“Vignat aggregate”) with 6.6 parts of bitumen penetrating 80/100. The latter contains 6.8% of polysulfide described under b). Test pieces of this composition are subjected to stability determinations, by the known Duriez and Brazilian methods, described in particular in publication No. 2,036,843 of French Patent No. 69,10935, pages 7 and 8, and in "New Treaty of Building Materials" volume III - DUNOD 1962, p. 681.

Des éprouvettes similaires, dont le bitume cependant ne contient aucun adjuvant, sont soumises aux mêmes essais. On trouve les résultats suivants: Similar test pieces, the bitumen of which, however, contains no additives, are subjected to the same tests. The following results are found:

Stabilité DURIEZ 1mm kg/cm2 Stability DURIEZ 1mm kg / cm2

Composition Composition

Composition Composition

suivant au bitume next to bitumen

l'invention sans adjuvant the invention without adjuvant

0° C 18° C 50° C 0 ° C 18 ° C 50 ° C

0°C 18° C 50° C 0 ° C 18 ° C 50 ° C

Immédiate Immediate

168 110 12 168 110 12

121 62 10,6 121 62 10.6

Après 7 jours After 7 days

198 133 14 198 133 14

135 67 12,6 135 67 12.6

Après 7 jours After 7 days

avec imbibition with imbibition

207 140 14,5 207 140 14.5

127 59 5,8 127 59 5.8

Stabilité Brésilien Brazilian stability

1mm kg 1mm kg

Composition Composition

Composition au bitume Bitumen composition

suivant l'invention sans adjuvant according to the invention without adjuvant

0°C 0 ° C

18° C 18 ° C

50° C 50 ° C

0°C 0 ° C

18° C 18 ° C

50° C 50 ° C

Immédiate Immediate

3053 3053

2000 2000

138 138

2300 2300

1250 1250

116 116

Après 7 jours After 7 days

3567 3567

2310 2310

142 142

2670 2670

1425 1425

183 183

Après 7 jours After 7 days

avec imbibition with imbibition

4133 4133

2780 2780

189 189

2620 2620

1250 1250

101 101

On peut voir qu'à températures égales les stabilités des agrégats contenant du polysulfure suivant l'invention sont considérablement supérieures à celles des agrégats bitumineux similaires, sans adjuvants. It can be seen that at equal temperatures the stabilities of the aggregates containing polysulfide according to the invention are considerably higher than those of similar bituminous aggregates, without additives.

4 4

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

C VS

Claims (9)

622 539 622,539 2 2 REVENDICATIONS 1. Procédé pour améliorer les propriétés rhéologiques d'un hydrocarbure lourd du type asphalt par incorporation d'un polysulfure organique, formé par l'action du soufre fondu sur un composé portant un groupe thiol (-SH) dans le reste d'alcool j d'un ester, caractérisé en ce que ce composé est un polyester polythiol dérivé d'un polyacide aliphatique, renfermant 2 à 5 groupes carboxyliques et au moins 15 atomes de carbone dans sa molécule. 1. Process for improving the rheological properties of a heavy hydrocarbon of the asphalt type by incorporation of an organic polysulfide, formed by the action of molten sulfur on a compound carrying a thiol group (-SH) in the alcohol residue j an ester, characterized in that this compound is a polyester polythiol derived from an aliphatic polyacid, containing 2 to 5 carboxylic groups and at least 15 carbon atoms in its molecule. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que m le polyacide du polyester polythiol est en C15 à C66. 2. Method according to claim 1, characterized in that m the polyacid of the polythiol polyester is C15 to C66. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le polyacide du polyester polythiol est non saturé, sa molécule contenant une à trois doubles liaisons. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the polyacid of polyester polythiol is unsaturated, its molecule containing one to three double bonds. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que 15 le polyacide est un oligomère d'un acide non saturé en C3 à C24 4. Method according to claim 3, characterized in that the polyacid is an oligomer of an unsaturated C3 to C24 acid et plus particulièrement en Cn à C18, le degré de polymérisation de cet acide monomère ne dépasse pas 10, et est généralement de 2 ou 3. and more particularly in Cn to C18, the degree of polymerization of this monomeric acid does not exceed 10, and is generally 2 or 3. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que 20 le polyacide est un dimère ou trimère d'un acide gras non saturé, de la série des acides oléique, élaïdique, linoléique, linolénique et ricinoléique. 5. Method according to claim 4, characterized in that the polyacid is a dimer or trimer of an unsaturated fatty acid, from the series of oleic, elaidic, linoleic, linolenic and ricinoleic acids. 6. Procédé suivant une des revendications 1 à 5, caractérisé 6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized en ce que le polysulfure, formé à partir du polyester polythiol, 25 renferme 1 à 10 atomes de soufre par groupe carboxylique présent. in that the polysulfide, formed from the polythiol polyester, contains 1 to 10 sulfur atoms per carboxylic group present. 7. Procédé suivant une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la proportion de polysulfure est de 1,7 à 34% en poids de l'hydrocarbure lourd. 30 7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the proportion of polysulfide is 1.7 to 34% by weight of the heavy hydrocarbon. 30 8. Procédé suivant une des revendications 1 à 6, appliqué à du bitume pour routes, en vue d'améliorer la stabilité de compositions du bitume avec des cailloux et graviers, caractérisé en ce que la proportion de polysulfure est de 0,2 à 7% en poids du bitume. 35 8. Method according to one of claims 1 to 6, applied to bitumen for roads, with a view to improving the stability of compositions of bitumen with pebbles and gravel, characterized in that the proportion of polysulfide is from 0.2 to 7 % by weight of bitumen. 35 9. Procédé suivant une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la transformation du polyester polythiol en polysulfure, par réaction avec du soufre, est réalisée par chauffage au sein d'une portion d'hydrocarbure lourd du type asphalt. 9. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the transformation of the polythiol polyester into polysulfide, by reaction with sulfur, is carried out by heating within a portion of heavy hydrocarbon of the asphalt type. indiquée, est constituée par des oligomères d'acides aliphatiques non saturés. Ces polyacides peuvent dériver des différents acides éthyléniques monomères pouvant contenir jusqu'à 30 atomes de carbone ou davantage. indicated, consists of oligomers of unsaturated aliphatic acids. These polyacids can be derived from different ethylenic acid monomers which may contain up to 30 carbon atoms or more. Pour les utilisations pratiques, conviennent particulièrement les polyesters-polythiols à base d'oligomères des acides gras, non saturés, en C6 à C24 et surtout en Cu à Clg. Les acides monomères, entrant dans la composition de ces polyesters poly-thiols, doivent contenir au moins une double liaison, mais ils peuvent avantageusement en comporter plusieurs, comme c'est, par exemple, le cas des acides linoléique (octadécadiène-car-boxylique) ou linolénique (octadécatriène-carboxylique). D'autre part, ces acides peuvent porter d'autres groupements, tels que nitrile, sulfo etc. et, plus particulièrement, -OH, comme par exemple dans l'acide ricinoléique. For practical uses, polyesters-polythiols based on fatty acid oligomers, unsaturated, C6 to C24 and especially Cu to Clg, are particularly suitable. The monomeric acids entering into the composition of these polyesters poly-thiols, must contain at least one double bond, but they can advantageously comprise several, as it is, for example, the case of linoleic acids (octadecadiene-carboxylic) ) or linolenic (octadecatriene-carboxylic). On the other hand, these acids can carry other groups, such as nitrile, sulfo etc. and, more particularly, -OH, as for example in ricinoleic acid. Les polyesters polythiols, non saturés, de cette classe particulière correspondent à la formule générale: Unsaturated polythiesters of this particular class correspond to the general formula: [R'-CH=CH-R' '-COO-R—SH]n [R'-CH = CH-R '' -COO-R — SH] n (1) (1)
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