EP3841165A1 - Composition bitumineuse thermoreversible - Google Patents
Composition bitumineuse thermoreversibleInfo
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- EP3841165A1 EP3841165A1 EP19782652.2A EP19782652A EP3841165A1 EP 3841165 A1 EP3841165 A1 EP 3841165A1 EP 19782652 A EP19782652 A EP 19782652A EP 3841165 A1 EP3841165 A1 EP 3841165A1
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/21—Urea; Derivatives thereof, e.g. biuret
Definitions
- the present invention belongs to the field of bitumens.
- a first aspect of the invention relates to new bituminous compositions comprising new molecules. These bituminous compositions are hard and have a good consistency at use temperatures and a viscosity similar to that of conventional bitumens of the same grade at application temperatures.
- the invention relates to said solid compositions and in divided form at room temperature
- the invention also relates to a process for the preparation of these bituminous compositions, in particular when they are solid and in divided form at room temperature, and their use in the fields of road applications, in particular in the manufacture of road binders, mixes and pavements in general, and in the fields of industrial applications.
- the present invention also relates to a process for the manufacture of mixes from bituminous compositions according to the invention, as well as a method of transport and / or storage and / or handling of said bituminous compositions, in particular at high ambient temperature.
- the invention also relates to new molecules which can be used in particular in the formulation of bituminous compositions, preferably in the form of solid bituminous compositions and in divided form at room temperature.
- Bitumen or bituminous binder is the main hydrocarbon binder used in the field of road construction or civil engineering. To be able to be used as a binder in these different applications, the bitumen must have certain physico-chemical and mechanical properties. It must in particular be sufficiently hard and have a good consistency at the temperatures of use to avoid, for example, the formation of ruts caused by traffic. Bitumen must also be elastic to resist deformations imposed by traffic and / or temperature changes, phenomena which lead to cracking of asphalt or tearing of surface aggregates. Finally, the bitumen must be sufficiently fluid at the lowest possible application temperatures to allow for example a good coating of the aggregates and the installation of the asphalt on the road. The implementation of a binder Bituminous therefore requires combining hardness, consistency and even the elasticity of bitumen at use temperatures and a low viscosity at application temperatures.
- bitumen alone is not generally elastic enough
- polymers are added to the bitumen which can be optionally crosslinked.
- These crosslinked polymers provide bituminous compositions with markedly improved elastic properties.
- cross-linking is generally irreversible: once cross-linking has been carried out, it is not possible to return to the initial state existing before the cross-linking reaction.
- the crosslinked bituminous compositions thus have good elastic properties, but the viscosity of these is very high.
- One of the drawbacks associated with this high viscosity is the need to heat the crosslinked bitumen to an application temperature higher than that of an uncrosslinked bitumen, which increases energy costs and requires the use of additional protections for operators. .
- bitumen is stored and transported hot, in bulk, in tankers or by ships at high temperatures in the range of 120 ° C to 180 ° C.
- the storage and transport of hot bitumen has certain drawbacks.
- the transport of hot bitumen in liquid form is considered dangerous and it is highly regulated from a regulatory point of view. This mode of transport does not present any particular difficulties when the transport equipment and infrastructure are in good condition. Otherwise, it can become problematic: if the tanker is not sufficiently insulated, the viscosity of the bitumen may increase during a journey that is too long. Bitumen delivery distances are therefore limited.
- keeping bitumen at high temperatures in tanks or in tankers consumes energy.
- keeping the bitumen at high temperatures for a long time can affect the properties of the bitumen and thus change the final performance of the mix.
- thermoreversible crosslinked bituminous compositions based on the use of organogelling additives.
- the thermoreversible crosslinked bituminous compositions thus obtained are hard at use temperatures and have a reduced viscosity at application temperatures.
- bitumen granules comprising a chemical additive. These bitumen granules allow the transport and / or storage and / or handling of the bitumen at room temperature without it leaking, as well as the reduction of their adhesion and agglomeration between them.
- bituminous composition comprising at least one bitumen and the mixture of at least one molecule of general formula (I) and at least one molecule of general formula (II ) and / or (III).
- the bituminous compositions thus developed have the advantage that they have good hardness and good consistency at temperatures of use, satisfactory mechanical properties, in particular good elasticity, and that they exhibit, at application temperatures, a viscosity similar to that of conventional bitumens of the same grade.
- bituminous compositions according to the invention have the advantage that they are solid at room temperature and allow the shaping of the bitumen in divided form, in particular in the form of granules or breads.
- bituminous compositions which are solid at room temperature and in divided form also make it possible to avoid, reduce and / or delay the adhesion and agglomeration of the granules or breads during their transport and / or storage and / or handling at temperature. ambient, especially at high ambient temperature, over long periods, compared to bitumen-based materials of the prior art.
- These bituminous compositions which are solid at room temperature and in divided form retain their properties over time.
- the objective of the present invention is to propose new bituminous compositions comprising the combination of molecules of general formula (I) and molecules of general formula (II) and / or (III) according to the invention.
- Another objective of the invention is to provide bituminous compositions having good physicochemical and mechanical properties at use temperatures, in particular in terms of hardness, consistency, or even elasticity, but also having at temperatures of application, preferably a reduced viscosity, even equivalent to that of a non-additive bitumen.
- Another objective of the invention is to propose a simple process for the preparation of bituminous compositions comprising the mixture of molecules according to the invention.
- Another objective of the invention is to provide bituminous compositions which are solid at room temperature and which allow bitumen to be shaped in divided form, in particular in the form of granules or breads.
- Another objective of the invention is to provide bituminous compositions which are solid at room temperature and in divided form having good hardness and good consistency at use temperatures without degrading the mechanical properties of the bitumen.
- the aim is to obtain compositions having a viscosity similar to that of standard bitumens of the same grade at application temperatures.
- Another objective of the invention is to provide bituminous compositions which are solid at room temperature and in divided form, making it possible to avoid and reduce and / or delay the adhesion and agglomeration of the granules or breads during their transport. and / or storage and / or handling at ambient temperature, in particular at high ambient temperature, over long periods while retaining their properties over time.
- Another objective of the invention is to propose new molecules capable in particular of forming a thermoreversible network in bituminous compositions.
- the invention relates to a bituminous composition
- a bituminous composition comprising at least one bitumen and the mixture - of at least one molecule of general formula (I):
- Rci, R C2 , R C3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon chain, comprising from 2 to 26 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- R AI , R A 2, R A 3, R BI , R B 3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon group comprising from 4 to 200 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- Xi, X'i, X 2 , X ' 2 , X 3 , X' 3 identical or different, independently of one another represent a chemical function chosen from the urethane, urea, amide, hydrazide or oxamide functions ,
- P 2 , P 3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon group comprising from 10 to 400 carbon atoms, preferably from 20 to 250 carbon atoms, more preferably from 20 to 200 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- - A is the residue of a multifunctional coupling agent, preferably di-, tri- or quadri-functional,
- Rci, Rc2, Rc3 identical or different, independently of one another represent a linear, saturated, aliphatic hydrocarbon chain.
- Rci, Rc 2 , Rc3 identical or different, represent a hydrocarbon chain comprising from 4 to 18 carbon atoms, preferably from 4 to 14 carbon atoms, preferably from 4 to 12 carbon atoms, preferably from 4 with 10 carbon atoms, preferably from 4 to 8 carbon atoms.
- R AI , R A 2, R A 3, R BI , R B 3 represent a hydrocarbon chain comprising from 4 to 150 carbon atoms or an oligomer soluble in the bitumen chosen from polyolefins, polyetheroxides, polyacrylates, polymethacrylates, polysulfids, polystyrenics, polybutadienes, polyisobutenes, polyisoprenes, polyesters, polyamides, polysiloxanes, polyvinyl chlorides (PVC), polytetrafluoro.
- PVC polyvinyl chlorides
- R AI , R A 2, R A 3, R BI , R B 3 identical or different, represent a hydrocarbon chain chosen from octadecyl, oleyl, hexadecyl, tetradecyl, pentadecyl, heptadecyl, eicosyle, dodecyl, tridecyl, undecyle.
- Xi, X'i, X 2 , X ' 2 , X 3 , X' 3 identical or different, independently of one another represent a urethane or urea function.
- P 2 , P 3 identical or different, represent a linear and saturated hydrocarbon chain.
- the bituminous composition according to the invention advantageously comprises from 0.1 to 30% by mass of the mixture of the molecule of general formula (I) and the molecule of general formula (II) and / or (III), preferably of 0 , 5 to 20%, preferably from 1 to 10%, more preferably from 2 to 10%, even more preferably from 2 to 5% by mass relative to the total mass of the bituminous composition.
- the invention also relates to the use of the mixture of the molecule of general formula (I) and the molecule of general formula (II) and / or (III), for preparing bituminous compositions, advantageously bituminous compositions in solid form with room temperature and in divided form.
- the invention relates in particular to a process for preparing a bituminous composition which comprises the following stages:
- bituminous binder comprising at least one bitumen
- bituminous composition in divided form, and in particular in the form of breads or granules.
- bitumen is chosen from bitumens of natural origin, from bitumens obtained from the refining of crude oil such as atmospheric distillation residues, vacuum distillation residues, visbreaked residues, blown residues, their mixtures and their combinations or among synthetic bitumens.
- the invention also relates to a solid bituminous composition at room temperature and in divided form.
- said bituminous composition is in the form of granules or breads.
- Another aspect of the invention relates to a method of transport and / or storage and / or handling of the bituminous composition, said bituminous composition being transported and / or stored and / or handled at room temperature in divided and solid form, in particular in the form of breads or solid granules.
- the invention also relates to the use of the solid bituminous composition at ambient temperature and preferably in divided form in the fields of road applications, in particular in the manufacture of road binders, mixes and roadways in general, and in the fields of industrial applications.
- the invention also relates to a mixture of molecules comprising:
- Rci, R C 2, R C 3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon chain, comprising from 2 to 26 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- R AI , R A 2, R A 3, R BI , R B 3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon group comprising from 4 to 200 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- Xi, X'i, X 2 , X ' 2 , X 3 , X' 3 identical or different, independently of one another represent a chemical function chosen from the urethane, urea, amide, hydrazide or oxamide functions ,
- P 2 , P 3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon group comprising from 10 to 400 carbon atoms, preferably from 20 to 250 carbon atoms, more preferably from 20 to 200 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- - A is the residue of a multifunctional coupling agent, preferably di-, tri- or quadri-functional,
- - n and m are whole numbers between 1 and 20, preferably between 1 and 10, more preferably between 1 and 8, even more preferably between 1 and 5.
- the invention finally relates to a kit comprising in at least two separate housings of the same packaging:
- the invention also relates to the use of bituminous compositions and kits as defined above and in detail below, in the fields of road applications, optionally in admixture with aggregates or aggregates of recycled bituminous mixes, especially for manufacturing a surface coating, a hot mix, a cold mix, a cold mix, a severe emulsion, a base layer, a bonding layer, a bonding layer, a wearing course, a layer anti-omiant, a draining mix, or an asphalt, and in the fields of industrial applications, in particular for preparing a waterproofing coating, a membrane or an impregnation layer.
- the expression "between X and Y" includes the limits, unless explicitly stated otherwise. This expression therefore means that the target interval includes the values X, Y and all the values going from X to Y.
- oligomer is meant a macromolecule consisting of a limited number of repeat units. These repeat units can all be the same or an oligomer can comprise different repeat units. Generally an oligomer comprises from 2 to 100 repeat units and an average molar mass greater than or equal to 200 g / mol and less than or equal to 20,000 g / mol, preferably less than or equal to 10,000 g / mol.
- bituminous compositions according to the invention comprise at least one bitumen and the mixture:
- Rci, R C 2, R C 3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon chain, comprising from 2 to 26 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- R AI , R A 2, R A 3, R BI , R B 3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon group comprising from 4 to 200 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- Xi, X'i, X 2 , X ' 2 , X 3 , X' 3 identical or different, independently of one another represent a chemical function chosen from urethane functions -0- (CO) -NH -, urea -HN- (CO) -NH-, amide - (CO) -NH-, hydrazide - (CO) -NH-NH- or oxamide -HN- (CO) - (CO) -NH-,
- P 2 , P 3 identical or different, independently of one another represent a hydrocarbon group comprising from 10 to 400 carbon atoms, preferably from 20 to 250 atoms carbon, more preferably from 20 to 200 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms,
- - A is the residue of a multifunctional coupling agent, preferably di-, tri- or quadri-functional,
- - n and m are whole numbers between 1 and 20, preferably between 1 and 10, more preferably between 1 and 8, even more preferably between 1 and 5.
- the mixture is meant according to the invention the mixtures of molecules (I) and molecules (II) and / or (III) in all proportions.
- Rci and / or Rc 2 and / or Rc 3 comprise one or more heteroatoms, advantageously these are chosen from O, N and S.
- Rci, Rc 2 , Rc 3, identical or different, represent independently of one another a hydrocarbon chain, aliphatic, linear, saturated.
- Rci, Rc 2 , Rc 3, identical or different represent a hydrocarbon chain comprising from 4 to 18 carbon atoms, preferably from 4 to 14 carbon atoms, preferably from 4 to 12 carbon atoms, preferably from 4 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 8 carbon atoms.
- Rci, Rc 2 , Rc 3 identical or different, represent a hydrocarbon chain comprising 4, 5, 6, 7 or 8 carbon atoms.
- Rci, Rc 2 , Rc 3 are independently chosen from the groups -C 4 H 8- , -C 5 H l0- , -C 6 H l2- , -C 7 H l4- , -C 8 H 16- , -C 9 H 18- , -C I0 H 20- , -CnH 22- , C 12 H 24 , C 13 H 26 , C 14 H 28 , C 15 H 30 , - C I6 H 32— , -C 17 H 34 -, -C I8 H 36 .
- Rci, Rc 2 , Rc 3 are independently chosen from the groups -C 4 H 8 -, -C 6 H I2 -, -C 8 H I6 -, -C I0 H 20 -, -C I2 H 24- , C 14 H 28 , C I6 H 32 , -C I8 H 36 .
- R Ci , Rc 2 , Rc 3 are independently chosen from the groups -C 6 H I2 -, -C 8 H I6 -, -C I0 H 20 -, -C I2 H 24 -, -C 14 H 28- ; preferably from the groups -C 6 H I2 -, -C 8 H I6 -, -C I0 H 20 -, -C I2 H 24- ; more preferably from the groups -C 6 H I2 -, -C 8 H I6 -, -C I0 H 20 -.
- R AI , R A2 , R A3 , R BI , R B3 are advantageously chosen from:
- hydrocarbon chains aliphatic or aromatic, linear or branched, saturated or unsaturated, acyclic or cyclic, comprising from 4 to 200 carbon atoms and optionally comprising one or more heteroatoms, - oligomers soluble in bitumen comprising from 4 to 200 carbon atoms and optionally comprising one or more heteroatoms.
- R AI , R A2 , R A3 , R BI , R B3 comprise one or more heteroatoms, advantageously these are chosen from O, N, S, Si, and the halogens, in particular F and Cl.
- R AI , R A2 , R A3 , R BI , R B3, identical or different represent a hydrocarbon chain, aliphatic or aromatic, linear or branched, saturated or unsaturated, acyclic or cyclic, comprising 4 to 150 carbon atoms, preferably 4 to 100 carbon atoms, preferably 4 to 68 carbon atoms, preferably 10 to 54 carbon atoms, preferably 10 to 36 carbon atoms.
- R AI , R A2 , R A3 , R BI , R B3, identical or different comprise from 10 to 36 carbon atoms, more preferably from 16 to 20 carbon atoms.
- R AI , R A2 , R A3 , R BI , R B3 identical or different, represent a hydrocarbon chain chosen from octadecyl, oleyl, hexadecyl, tetradecyl, pentadecyl, l 'heptadecyl, eicosyle, dodecyl, tridecyl, undecyle.
- R AI , R A2 , R A3 , R BI , R B3, identical or different represent an oligomer soluble in bitumen.
- R AI , R A2 , R A3 , R BI , R B3, identical or different are chosen from polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene butylene (PEB) , polyisobutene; polyetheroxides such as polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), polytetramethyloxide (PTMO); polyacrylates and polymethacrylates such as polymethyl methacrylate (PMMA), polybutylacrylate (PABu); polysulfids; polystyrenics such as polystyrene (PS); polybutadienes and polyisoprenes; polyesters such as poly-e-caprolactone (PCL), polylactic acid (PLA); polyamides; polyamides; polyolefins such as polyethylene (PE
- Xi, X'i, X 2 , X ' 2 , X 3 , X' 3 identical or different, independently of one another represent a urethane or urea function.
- Xi and X’i are identical and represent a urea function.
- X 2 and X ′ 2 are identical and represent a urea function or a urethane function.
- X 3 and X ′ 3 are identical and represent a urea function or a urethane function.
- the hydrocarbon groups P 2 , P 3 of the molecules of general formula (II) or (III) are advantageously a hydrocarbon chain comprising from 10 to 400 carbon atoms, preferably from 20 to 250 carbon atoms, more preferably from 20 to 200 carbon atoms, even more preferably from 20 to 50 carbon atoms, and optionally comprising one or more heteroatoms.
- P 2 and / or P 3 comprise one or more heteroatoms, these are advantageously chosen from O, N and S.
- Functional residue A is a residue of coupling agent. Any coupling agent for polymers known to a person skilled in the art and capable of bonding the groups P 2 , P 3 to the cohesive blocks can be used. Mention may be made, by way of examples, of ethylene glycol, glycerol, pentaerythritol, triethylenetetramine, etc.
- the functional residue A is preferably a trifunctional or quadrifunctional residue, preferably a trifunctional residue.
- the molecule of formula (I) according to the invention can be described as comprising a central segment and two external segments (R AI , R A 2, R A 3, R BI , R B 3) linked to the central segment by a function chemical (Xi, X'i, X 2 , X ' 2 , X 3 , X' 3 ).
- the central segment comprising the chemical functions Xi, X'i, X 2 , X ' 2 , X 3 , X' 3 can also be called a cohesive block.
- the molecules of formula (II) or (III) comprise cohesive blocks linked by the group P 2 , P 3 .
- n can vary between 1 and 20, preferably between 1 and 10, more preferably between 1 and 8, even more preferably between 1 and 5.
- the integer m can vary between 1 and 20, preferably between 1 and 10, more preferably between 1 and 8, from even more preferably between 1 and 5.
- the trifunctional residue A serves as a coupling agent for at least three parts of the group P 2 or P 3 .
- the molecule of formula (I) according to the invention has a molar mass of less than 20,000 g.mof 1 , preferably between 100 and 10,000 g.mof 1 .
- the molecule of formula (I) according to the invention has a molar mass of between 100 and 2000 g.mof 1 , preferably between 100 and 1000 g.mof 1 , more preferably between 100 and 500 g .mof 1 .
- the molecule of formula (II) or (III) according to the invention has a molar mass of less than 200,000 g.mof 1 , preferably between 100 and 100,000 g.mof 1 .
- the molecule of formula (II) or (III) according to the invention has a molar mass of between 500 and 50,000 g.mof 1 , preferably between 500 and 20,000 g.mof 1 .
- organogelator or “organogelator molecule”, within the meaning of the invention, is meant a compound capable of establishing an association between several molecules of identical or different chemical structures to form a supramolecular network.
- organogelling molecules are capable of establishing physical interactions between them leading to self-aggregation with the formation of a 3D supramolecular network which is responsible for the gelling of bitumen.
- the stacking of molecules allows the formation of a network of fibrils, immobilizing the bitumen molecules. The formation of fibrils can be observed for example by polarized optical microscopy, by scanning electron microscopy (SEM) ...
- the molecules of formula (I), (II) and (III) according to the invention comprise a central segment comprising functions capable of creating hydrogen bonds. Said central segment is linked to external segments (R AI , R A 2, R A 3, R BI OR R B3 ) making it possible to promote the solubility of the molecule (I), (II) or (III) in the bitumen.
- R AI external segments
- R A 2, R A 3, R BI OR R B3 external segments
- the assembly consisting of a large number of molecules of formula (I), (II) or (III) can be assimilated to a "supramolecular" polymer and gives the bitumen thus modified improved properties.
- the gelation due to the aggregation of the molecules according to the invention causes a thickening of the bituminous medium, leading to an increase in hardness, which allows the bituminous compositions according to the invention to be solid at room temperature .
- the hardness of these additive bituminous compositions, at use temperatures, is increased compared to the non-additive starting bitumen.
- bitumen compositions according to the invention essentially consist of:
- the granules according to the invention preferably comprise essentially:
- bitumen a) 70% to 99.9% of bitumen
- the granules according to the invention preferably comprise essentially: a) 70 to 99% bitumen,
- bituminous compositions according to the invention comprise at least one bitumen, and the mixture of at least one molecule of general formula (I) and at least one molecule of general formula (II) and / or (III).
- bituminous compositions according to the invention advantageously comprise from 0.1 to 30% by mass of the mixture of the molecule of general formula (I) and the molecule of general formula (II) and / or (III), preferably from 0 , 5 to 20%, preferably from 1 to 10%, more preferably from 2 to 10%, even more preferably from 2 to 5% by mass relative to the total mass of the bituminous composition.
- the mass ratio of the molecule of general formula (I) to the molecule of general formula (II) and / or (III) is at least 1: 1, preferably at least 1.5: 1, preferably at least 1.7: 1, preferably at least 2: 1.
- bituminous binder comprising at least one bitumen
- bituminous composition in divided form, and in particular in the form of breads or granules.
- bituminous binder means a bitumen alone, and optionally comprising additives such as a polymer and / or a fluxing agent.
- the bituminous binder can be in anhydrous form or in the form of an emulsion.
- the process for preparing the bituminous compositions according to the invention comprises the following steps: a) bitumen is introduced into a container fitted with mixing means, and the bitumen is brought to a temperature between 70 and 220 ° C, preferably between 90 and 180 ° C, preferably between 110 and 180 ° C,
- bituminous composition obtained from step b) is heated to a temperature between 70 and 220 ° C, preferably between 90 and 180 ° C, preferably between 110 and 180 ° C, with stirring, to 1 'obtaining a bituminous composition, advantageously homogeneous, d) optionally forming the bituminous composition resulting from step c) in divided form, and in particular in the form of breads or granules.
- bituminous compositions according to the invention can contain bitumens originating from different origins.
- bitumens which can be used according to the invention, mention may be made first of all of the bitumens of natural origin, those contained in deposits of natural bitumen, of natural asphalt or the oil sands and the bitumens originating from the refining of crude oil.
- the bitumens according to the invention are advantageously chosen from the bitumens originating from the refining of crude oil.
- the bitumens can be chosen from the bitumens or mixtures of bitumens originating from the refining of crude oil, in particular bitumens containing asphaltenes or pitches.
- Bitumens can be obtained by conventional methods of manufacturing bitumens in a refinery, in particular by direct distillation and / or vacuum distillation of petroleum. These bitumens may be optionally visbreaked and / or deasphalted and / or air-rectified. It is common to carry out vacuum distillation of atmospheric residues from the atmospheric distillation of crude oil. This manufacturing process therefore corresponds to the succession of atmospheric distillation and vacuum distillation, the feedstock feeding the vacuum distillation corresponding to atmospheric residues. These vacuum residues from the vacuum distillation tower can also be used as bitumens. It is also common to inject air into a charge usually composed of distillates and heavy products from vacuum distillation of atmospheric residues from petroleum distillation.
- bitumen can also be a recycling bitumen.
- the bitumens can be hard grade or soft grade bitumens.
- bitumen is chosen from bitumens of natural origin, from bitumens resulting from the refining of crude oil such as atmospheric distillation residues, vacuum distillation residues, visbreaked residues, blown residues, their mixtures and their combinations or among the synthetic bitumens otherwise known as clear binders.
- the bitumen may also comprise at least one polymer and / or a fluxing agent.
- polymers for bitumen mention may be made of elastomers such as copolymers SB, SBS, SIS, SBS *, SBR, EPDM, polychloroprene, polynorbomene and optionally polyolefins such as polyethylenes PE, HDPE, polypropylene PP , plastomers such as EVA, EMA, copolymers of olefins and unsaturated carboxylic esters EBA, elastomeric polyolefin copolymers, polybutene of the polybutene type, copolymers of ethylene and of acrylic acid esters, methacrylic or maleic anhydride, copolymers and terpolymers of ethylene and glycidyl methacrylate, ethylene-propylene copolymers, rubbers, polyisobutylenes, SEBS, ABS.
- elastomers such as copolymers SB, SBS, SIS, SBS *, SBR, EPDM, polych
- additives can also be added to the bitumen according to the invention. They are, for example, vulcanizing agents and / or crosslinking agents capable of reacting with a polymer, when it is an elastomer and / or a plastomer, which can be functionalized and / or which may include reactive sites.
- vulcanizing agents there may be mentioned those based on sulfur and its derivatives, used to crosslink an elastomer at contents of 0.01% to 30% by mass relative to the mass of elastomer.
- crosslinking agents such as mono or polyacids, or carboxylic anhydrides, esters of carboxylic acids, sulfonic, sulfuric, phosphoric acids, even acid chlorides, phenols , at contents of 0.01% to 30% by mass relative to the mass of polymer. These agents are capable of reacting with the elastomer and / or the functionalized plastomer. They can be used in addition to or as a replacement for vulcanizing agents.
- bituminous composition according to the invention can also comprise an olefinic polymeric adjuvant.
- the olefinic polymer admixture is preferably chosen from the group consisting of (a) ethylene / glycidyl (meth) acrylate copolymers and (b) ethylene / monomer A / monomer B terpolymers: (a) The ethylene / glycidyl (meth) acrylate copolymers are advantageously chosen from random or block, preferably statistical, copolymers of ethylene and of a monomer chosen from glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, comprising from 50% to 99.7% by mass, preferably from 60% to 95% by mass, more preferably from 60% to 90% by mass of ethylene,
- the terpolymers are advantageously chosen from random or block, preferably random, terpolymers of ethylene, of a monomer A and of a monomer B.
- the monomer A is chosen from vinyl acetate and C1 to C6 alkyl acrylates or methacrylates.
- the monomer B is chosen from glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate.
- the ethylene / monomer A / monomer B terpolymers advantageously comprise from 0.5% to 40% by mass, preferably from 5% to 35% by mass, more preferably from 10% to 30% by mass of units derived from monomer A and, from 0.5% to 15% by mass, preferably from 2.5% to 15% by mass of units originating from monomer B, the remainder being formed from units originating from ethylene.
- the olefinic polymer adjuvant is chosen from random terpolymers of ethylene (b), of a monomer A chosen from C 1 to C 6 alkyl acrylates or methacrylates and of a monomer B chosen from acrylate. of glycidyl and glycidyl methacrylate, comprising from 0.5% to 40% by mass, preferably from 5% to 35% by mass, more preferably from 10% to 30% by mass of units derived from monomer A and, 0.5% to 15% by mass, preferably 2.5% to 15% by mass of units from monomer B, the remainder being formed from units from ethylene.
- the bituminous composition solid at room temperature and preferably in divided form can comprise from 0.05% to 15% by mass, preferably from 0.1% to 10% by mass, more preferably from 0, 5% to 6% by mass of the olefinic polymeric adjuvant relative to the total mass of the bituminous composition according to the invention.
- the bituminous composition which is solid at room temperature and preferably in divided form can also comprise between 0.5% and 20% by mass, preferably between 2% and 20% by mass, more preferably between 4 % and 15% by mass of anti-caking agent relative to the total mass of said granules or of said breads according to the invention.
- anti-caking agent or “anti-caking compound” means any compound which limits, reduces, inhibits, delays, the agglomeration and / or the adhesion of the granules to one another during their transport and / or their storage at ambient temperature and which ensures their fluidity during their handling.
- the anti-caking compound is chosen from: talc; fines generally less than 125 ⁇ m in diameter, such as siliceous fines, with the exception of limestone fines; sand such as Fontainebleau sand; cement ; carbon; wood residues such as lignin, lignosulfonate, powders of coniferous needles, powders of coniferous cones, in particular pine; rice husk ash; glass powder; clays such as kaolin, bentonite, vermiculite; alumina such as alumina hydrates; silica; silica derivatives such as silica fumes, functionalized silica fumes, in particular hydrophobic or hydrophilic silica fumes, fumed silicas, in particular hydrophobic or hydrophilic fumed silicas, silicates, silicon hydroxides and silicon oxides ; plastic powder; lime; hydrated lime; the plaster ; rubber crumb; powdered polymers, such as sty
- G anti-caking agent is chosen from talc; fines generally with a diameter of less than 125 ⁇ m with the exception of limestone fines, such as siliceous fines; wood residues such as lignin, lignosulfonate, powders of coniferous needles, powders of coniferous cones, in particular pine; glass powder; sand such as Fontainebleau sand; silica fumes, in particular hydrophobic or hydrophilic silica fumes; fumed silicas, in particular hydrophobic or hydrophilic fumed silicas; and their mixtures.
- limestone fines such as siliceous fines
- wood residues such as lignin, lignosulfonate, powders of coniferous needles, powders of coniferous cones, in particular pine
- glass powder such as Fontainebleau sand
- silica fumes in particular hydrophobic or hydrophilic silica fumes
- fumed silicas in particular hydro
- bituminous composition according to the invention is solid at room temperature and in divided form. According to a preferred embodiment, the bituminous composition according to the invention is in the form of granules or breads.
- the granules according to the invention are obtained by shaping the bituminous composition according to the invention as described above according to any known method, for example according to the manufacturing method described in document US 3,026,568, document WO 2009/153324 or WO 2012/168380.
- the methods described in application WO2018 / 104660 can be used.
- the shaping of the granules can be carried out by draining, in particular using a drum.
- the bread according to the invention can be manufactured according to any known process, for example according to the manufacturing process described in document US2011 / 0290695.
- bituminous composition according to the invention is in the form of granules.
- the granules according to the invention may have, within the same population of granules, one or more shapes chosen from a cylindrical, spherical or ovoid shape.
- the granules according to the invention preferably have a cylindrical or spherical shape.
- the size of the granules according to the invention is such that the longest average dimension is preferably less than or equal to 50 mm, more preferably from 3 to 30 mm, even more preferably from 5 to 20 mm.
- the use of a die makes it possible to control the manufacture of granules of a chosen size.
- a sieving makes it possible to select granules according to their size.
- the granules according to the invention have a weight of between 0.1 g and 50 g, preferably between 0.2 g and 10 g, more preferably between 0.2 g and 5 g.
- the size of the granules according to the invention is such that the longest average dimension is preferably less than or equal to 20 mm, more preferably less than or equal to 10 mm, even more preferably less than or equal to 5 mm.
- bituminous composition solid at room temperature and in divided form according to the invention preferably in the form of granules, is coated on at least part of its surface, or even the whole of its surface with an anti-caking agent.
- an anti-caking agent preferably of mineral or organic origin, more preferably of mineral origin.
- the mass of the anti-caking agent covering at least part of the surface of the granules is advantageously between 0.2% and 10% by mass, preferably between 0.5% and 8% by mass, more preferably between 0.5% and 5% relative to the total mass of said granules according to the invention.
- the anti-caking compound covers at least 50% of the surface of the granules, preferably at least 60%, preferably at least 70%, more preferably at least 80% and even more preferably at least 90% .
- the anti-caking agent is as defined above in the description.
- the anti-caking compound used to cover at least part of the surface of the granules is chosen from the mixture of molecules of formulas (I) and molecules of formulas (II) and / or (III) defined above, advantageously in powder form.
- the average thickness of the anti-caking layer is preferably greater than or equal to 20 mhi, more preferably between 20 and 100 mhi.
- G anti-caking agent included in the granules can be identical or different from G anti-caking agent covering at least part of the surface of said granules.
- the bituminous composition according to the invention is in the form of bread.
- Bread is understood to mean a block of the bituminous composition having a mass of between 0.1 kg and 1000 kg, preferably between 1 kg and 200 kg, more preferably between 1 kg and 50 kg, even more preferably between 5 kg and 35 kg, even more preferably between 10 kg and 30 kg, said block being advantageously parallelepipedic, preferably being a block.
- the bread according to the invention preferably has a volume of between 100 cm 3 and 50,000 cm 3 , preferably between 5,000 cm 3 and 25,000 cm 3 , more preferably between 10,000 cm 3 and 30,000 cm 3 , even more preferably between 14,000 cm 3 and 25,000 cm 3 .
- the mass of said bread can vary from 1 to 20 kg, and from 20 to 50 kg in the case of handling by two people.
- the mass of the bread can vary from 50 to 1000 kg.
- the bread according to the invention can be manufactured according to any known process, for example according to the manufacturing process described in document US2011 / 0290695.
- the bread according to the invention is advantageously packaged with a hot-melt film put in place according to any known process, preferably by a film of polypropylene, polyethylene or a mixture of polyethylene and polypropylene.
- the bituminous composition packaged in bitumen bread wrapped in a hot-melt film has the advantage of being ready for use, that is to say that the bitumen bread can be directly heated in the melter or possibly introduced directly into the coating unit for manufacturing road mixes, without prior unpacking.
- the hot-melt film which melts with the bituminous composition according to the invention does not affect its properties.
- the bread according to the invention can also be packaged in a carton according to any known process.
- the bread according to the invention is packaged in a carton by hot pouring the bituminous composition according to the invention into a carton whose wall of the internal face is silicone-coated and then cooled, the dimensions of the carton being adapted to the weight and / or the volume of the bread according to the invention desired.
- the Applicant has demonstrated that the deterioration of said hot-melt film or of said carton during transport and / or storage at room temperature and even at room temperature high of said bread did not cause the creep of the bread according to the invention. Consequently, the breads according to the invention retain their initial shape and do not stick together during their transport and / or storage at high ambient temperature despite the fact that the hot-melt film or the cardboard is damaged.
- the Applicant considers that the absence of creep of the solid bituminous composition at room temperature and in the form of granules or breads during its transport and / or storage at room temperature, in particular high is due to the formulation of the bituminous composition according to the invention and in particular to the synergistic action of the association of at least one molecule of general formula (I) and at least one molecule of general formula (II) and / or (II) according to the invention within the bituminous composition.
- the invention also relates to a method of transport and / or storage and / or handling of the bituminous composition, said bituminous composition being transported and / or stored and / or handled at room temperature in divided and solid form, in particular in the form of breads or solid granules.
- said solid bituminous composition at room temperature and in divided form according to the invention is transported and / or stored and / or handled at a temperature ambient, in particular at a high ambient temperature for a duration greater than or equal to 2 months, preferably 3 months.
- ambient temperature is meant the temperature at which bitumen is used, it being understood that ambient temperature implies that no heat is supplied other than that resulting from climatic conditions.
- the ambient temperature can reach high values, below 100 ° C during the summer periods, in particular in the geographical regions with hot climate.
- the ambient temperature is less than 100 ° C.
- the ambient temperature is from 20 ° C to 50 ° C, preferably from 25 ° C to 50 ° C, preferably from 25 ° C to 40 ° C.
- the high ambient temperature is from 40 ° C to 90 ° C, preferably from 50 ° C to 85 ° C even more preferably from 50 ° C to 75 ° C, even more preferably from 50 ° C to 60 ° C.
- bituminous compositions which are solid at room temperature and in divided form according to the present invention are remarkable in that they are solid at room temperature and therefore easy to handle, even at high ambient temperatures.
- the bituminous compositions solid at room temperature and in divided form according to the present invention also allow the transport and / or storage and / or handling of said granules or breads at room temperature under optimal conditions, in particular without creep of said granules or breads during their transport and / or their storage and / or their handling, even when the ambient temperature is high and without degrading the properties of said bituminous composition, or even by improving them.
- bituminous compositions according to the invention are envisaged in the fields of road applications, in particular in the manufacture of road binders, mixes and pavements in general, and in the fields of industrial applications.
- bituminous composition at room temperature, in particular in divided form, according to the invention in various road applications, optionally in admixture with aggregates to produce a surface coating, a hot mix, a cold mix. , a cold-cast mix, a severe emulsion, a base coat, a bonding layer, a bonding layer or a wearing course.
- These applications target in particular bituminous mixes as materials for construction and maintenance. pavement bodies and their coating, as well as for carrying out all road works. Mention may be made of other associations of the bituminous composition and of the aggregate having particular properties, such as anti-omiant layers, draining mixes, or asphalts (mixture between a bituminous binder and aggregates of the sand type).
- solid bituminous composition at room temperature can be envisaged, in particular in divided form according to the invention in various industrial applications.
- industrial applications mention may be made of its use for preparing a waterproofing coating, a membrane or an impregnation layer.
- bitumen granules according to the invention are particularly suitable for the manufacture of waterproofing membranes, anti-noise membranes, insulation membranes, surface coatings, carpet tiles or even impregnation layers.
- the invention also relates to a process for the manufacture of mixtures comprising at least the bituminous composition which is solid at room temperature, in particular in the divided form according to the invention and aggregates, or aggregates of recycled bituminous mixes, this process comprising at least the stages of:
- the process for the manufacture of mixtures according to the invention advantageously does not require a step of heating the bituminous composition according to the invention before mixing with the recycled mixtures of aggregates or the aggregates because in contact with the mixture of hot aggregates or on contact with the hot aggregate mixture, the bituminous composition according to the invention solid at ambient temperature melts.
- the invention also relates to the mixture comprising:
- Rci, RC2, RC3, RAI, RA2, RA3, RBI, RB3, XI, X'I, X2, X'2, X 3 , X ' 3 , P2, P 3 , A, n and m meet the specifications according to the invention defined above in this description.
- the mass ratio of the molecule of general formula (I) to the molecule of general formula (II) and / or (III) is at least 1: 1, preferably of at least 1.5: 1, preferably at least 1.7: 1, preferably at least 2: 1.
- a diisocyanate and a precursor of the external chains can be brought into contact under conditions allowing an addition or polycondensation reaction between the reactants to form the molecule of formula (I).
- the precursors of the external chains (RAI, RA2, RA 3 , RBI, RB 3 ), the coupling agent A and the groups P 2 , P3 under conditions allowing an addition or polycondensation reaction between the reactants to form the molecule of formula (II) or (III) or their mixture.
- the external chain precursor and the groups P 2 , P 3 can be functionalized by a function chosen from alcohol, thiol or amine functions, preferably alcohol or amine.
- the preparation of the molecule of formula (III) can be carried out in two stages.
- the first consists in linking an external chain (R A 3) to a single end of a diisocyanate. Mono-functionalization of the isocyanate at one end is obtained by the external chain (motif 1).
- an excess of diisocyanate is advantageously used to ensure mono-functionalization.
- the second step consists in reacting the motif 1 on the difunctionalized group P 3 .
- the group P 3 is difunctionalized with an amine or an alcohol, preferably with an amine.
- the group P 3 reacts with the isocyanate function of the unreacted unit 1 to form, via the function X 3 , X ' 3, the molecule of general formula (III).
- the synthesis is carried out in the presence of a solvent.
- the solvent can be chosen from organic solvents. Aprotic organic solvents are preferred. Mention may be made of tetrahydrofuran (THE), dimethylformamide (DML), dichloromethane, chloroform ...
- the synthesis can be carried out at a temperature between 20 and 200 ° C, more preferably between 20 and 100 ° C, more preferably between 20 and 60 ° C for a time ranging from 5 minutes to 24 hours, preferably between 2 hours and 8 hours.
- the molar ratios between the reagents and the order of addition of said reagents are controlled to obtain the desired molecules of formulas (I), (II) and (III).
- the nature of the precursor of the external chain can also be controlled, as well as its functionalization in order to obtain the functions Xi, X'i, X 2 , X ' 2 , X 3 , X' 3 desired.
- the invention also relates to a kit comprising in at least two separate housings of the same packaging:
- the mass ratio of the molecule of general formula (I) to the molecule of general formula (II) and / or (III) is at least 1: 1, preferably of at least 1.5: 1, preferably at least 1.7: 1, preferably at least 2: 1.
- the mixture of the molecule of general formula (I) and the molecule of general formula (II) and / or (III) is present in respective quantities and proportions making it possible to produce the a bituminous composition additivated for a determined quantity of bitumen base, without it being necessary to weigh the components before mixing them.
- the kit can comprise, in the same packaging, possibly in separate housings, one or more other compounds used to formulate the bituminous composition. Such a kit makes it easier for users to prepare the additive bituminous compositions by simplifying the weighing and / or dosing operations.
- FTIR Fourier transform infrared spectrometry
- NMR Nuclear Magnetic Resonance
- DSC Differential scanning calorimetry
- bitumens or bitumen-molecule compositions to which reference is made in these examples are measured according to the methods indicated in Table 1.
- bitumen base of grade 70/100 denoted B 0 , having a penetration P 25 of 82 1/10 mm and a TBA of 46 ° C and commercially available from Total Marketing Services.
- a 0 sebacic acid
- FTIR - ATR (cm 1 ): 3328, 2925, 2851, 1611, 1579.
- bituminous additive compositions are prepared by introducing the bitumen base B 0 and the molecule (s) in the proportions reported in Table 2 below into a reactor with stirring and at 170 ° C. The mixtures are stirred and heated at 170 ° C for about 30 minutes. Table 2
- Table 3 presents the physical characteristics of the bituminous compositions according to the invention Ci, C 2 and C 3 and of the comparative compositions To, T ls CT (AI> and CT (A2) ⁇
- compositions according to the invention Ci, C 2 and C 3 have properties superior to those of bitumen alone To , but also superior to those of the composition Ti added with sebacic acid at 5% by mass relative to the total mass. bituminous composition.
- compositions according to the invention Ci, C 2 and C 3 also have properties superior to those of composition C T (L2) additivated with only the molecule A 2 of formula (III) at a content of 5% by mass relative to the total mass of the composition bituminous.
- compositions according to the invention Ci, C 2 and C 3 have properties comparable to those of the composition C T (, ⁇ i) additivated with only the molecule Ai of formula (I) at a content of 5% by mass relative to the total mass of the bituminous composition.
- compositions Ci, C 2 and C 3 for the compositions Ci, C 2 and C 3 according to the invention, an increase in the TBA is noted at a value going beyond 150 ° C. This TBA value is much higher than the TBA values of the comparative compositions Ti and Cx (A 2 ) which are 102 ° C and 106 ° C respectively. This reflects a higher consistency of the compositions according to the invention.
- compositions according to the invention therefore have a good consistency at the temperatures of use.
- Bitumen breads Rco, Rci, Rc (Ai), P T (A 2 ), Pi, P 2 and P 3 are prepared respectively from the control compositions To, Ti, Cx (Ai), Cx (A 2 ) and the compositions according to the invention Ci, C 2 and C 3 .
- the preparation is carried out according to the following method: a mass of approximately 0.5 kg of bitumen is poured at 160 ° C. into a rectangular steel mold covered with a polyethylene hot-melt film. The mold is then cooled to room temperature and then removed from the mold.
- a creep test is carried out beforehand. The test is carried out at a temperature of 70 ° C. and with a shear stress of 100 Pa with a shear rheometer of the MCR301® type from the Anton Paar brand. A 25 mm diameter plane-plane geometry module is used. The analysis is carried out as follows: the sample is crushed at 70 ° C between the two plates to a gap of 1.025 mm, the excess is leveled and the gap is adjusted to 1 mm (value used for analysis). A waiting time of 10 min allows the sample to be homogeneous in temperature and then the measurement begins.
- Figure 1 lists the results of the deformation as a function of time obtained for the different bitumen breads.
- the deformation (without unit) is reported on the Y axis and the time in seconds is reported on the X axis.
- the curve in solid line represents that of the bread P T0 .
- the curve in dotted line (-) represents that of Rci bread; the curve with the circles (-O-) represents that of the bread Rc (A 2 ); the curve with the triangles (-D-) represents that of the bread Rt ⁇ A; the curve with diamonds (-0-) represents that of bread Pi, the curve with stars (- ⁇ -) represents that of bread P 2 .
- This test is used to assess the compressive strength of each Pio, Rci, Rc (Ai), P T (A 2 ), P I , P 2 and P 3 bread when it is subjected to a charge and at a temperature of 50 ° C.
- the compression resistance test proper is carried out using a texture analyzer marketed under the name LF Plus by the company LLOYD Instruments and equipped with a thermal enclosure. To do this, a metal and cylindrical box containing a mass of 60 g of bitumen bread is placed inside the thermal enclosure set at a temperature of 50 ° C.
- the texture analyzer piston is a cylinder with a diameter of 20 mm and a height of 60 mm. The cylindrical piston is initially placed in contact with the upper surface of the bitumen bar. Then, it moves vertically downwards, at a constant speed of 1 mm / min, over a calibrated distance of 10 mm so as to exert a compressive force on the upper surface of the bitumen bread.
- the texture analyzer measures the maximum compression force applied by the piston to the bitumen bar at 50 ° C.
- the measurement of the maximum compression force makes it possible to evaluate the capacity of the bitumen roll to resist deformation. Thus, the greater this force, the better the resistance to deformation of the bitumen bread.
- Table 4 The results are listed in Table 4 below.
- the breads Pi, P 2 and P 3 according to the invention are particularly resistant to compression compared to the control bitumen breads Rco based on bitumen alone B 0 , to the bituminous breads Rci based on bitumen additivated with sebacic acid, and bitumen breads Rc (A 2 ) based on bitumen additivated only by the molecule of formula (III).
- Bitumen breads Rc (Ai) based on bitumen additivated only by the molecule of formula (I) have a compressive strength comparable to that of the breads according to the invention, but have a creep resistance 20 times less than that breads according to the invention (creep test).
- bitumen breads according to the invention do not stick together and keep their shape and consistency even at high ambient temperature. Transport and / or storage are therefore optimized for the bitumen rolls according to the invention, with easier, safer handling and minimized bitumen losses.
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Abstract
La présente invention concerne des compositions bitumineuses comprenant des molécules de formule (I), (II) et/ou (III). L'invention concerne également l'utilisation de ces compositions bitumineuses dans les domaines des applications routières, notamment dans la fabrication de liants routiers et de chaussée en général, et dans les domaines des applications industrielles. L'invention concerne aussi le procédé de préparation de ces compositions bitumineuses. L'invention concerne également de nouvelles molécules utilisables notamment dans la formulation de compositions bitumineuses.
Description
COMPOSITION BITUMINEUSE THERMOREVERSIBLE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention appartient au domaine des bitumes. Un premier aspect de l’invention concerne de nouvelles compositions bitumineuses comprenant de nouvelles molécules. Ces compositions bitumineuses sont dures et présentent une bonne consistance aux températures d’usage et une viscosité similaire à celle de bitumes classiques de même grade aux températures d’application. En particulier, l’invention concerne lesdites compositions solides et sous forme divisée à température ambiante
L’invention concerne également un procédé de préparation de ces compositions bitumineuses, notamment lorsqu’elles sont solides et sous forme divisée à température ambiante, et leur utilisation dans les domaines des applications routières, notamment dans la fabrication de liants routiers, des enrobés et de chaussées en général, et dans les domaines des applications industrielles.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’enrobés à partir des compositions bitumineuses selon l’invention, ainsi qu’un procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation desdites compositions bitumineuses, notamment à température ambiante élevée.
L’invention concerne également de nouvelles molécules utilisables notamment dans la formulation des compositions bitumineuses, de préférence sous forme de compositions bitumineuses solides et sous forme divisée à température ambiante.
CONTEXTE TECHNIQUE
Le bitume ou liant bitumeux est le principal liant hydrocarboné utilisé dans le domaine de la construction routière ou du génie civil. Pour pouvoir être utilisé comme liant dans ces différentes applications, le bitume doit présenter certaines propriétés physico-chimiques et mécaniques. Il doit notamment être suffisamment dur et avoir une bonne consistance aux températures d’usage pour éviter par exemple la formation d’ornières provoquées par le trafic. Le bitume doit aussi être élastique pour résister aux déformations imposées par le trafic et/ou les changements de température, phénomènes qui conduisent à la fissuration des enrobés ou à l’arrachement des granulats superficiels. Enfin, le bitume doit être suffisamment fluide à des températures d’application les moins élevées possibles pour permettre par exemple un bon enrobage des granulats et la mise en place de l’enrobé sur la route. La mise en œuvre d’un liant
bitumineux nécessite donc de conjuguer à la fois la dureté, la consistance, voire aussi l’élasticité du bitume aux températures d’usage et une faible viscosité aux températures d’application.
Le bitume seul n’étant en général pas assez élastique, on ajoute au bitume des polymères qui peuvent être éventuellement réticulés. Ces polymères réticulés apportent aux compositions bitumineuses des propriétés élastiques nettement améliorées. Cependant, la réticulation est généralement irréversible : une fois la réticulation effectuée, il n’est pas possible de revenir à l’état initial existant avant la réaction de réticulation. Les compositions bitumineuses réticulées ont ainsi de bonnes propriétés élastiques, mais la viscosité de celles-ci est très élevée. Un des inconvénients liés à cette viscosité élevée, est la nécessité de chauffer le bitume réticulé à une température d’application supérieure à celle d’un bitume non réticulé, ce qui accroît les dépenses énergétiques et nécessite l’usage de protections supplémentaires pour les opérateurs.
Suivant les applications visées, il est nécessaire de trouver le bon compromis entre les propriétés mécaniques dont l’élasticité, la dureté, la consistance, la fluidité et la viscosité, notamment la viscosité à chaud du liant.
Une autre problématique dans l’utilisation du bitume est liée à son transport, sa manipulation et son stockage. De manière générale, le bitume est stocké et transporté à chaud, en vrac, dans des camions-citernes ou par bateaux à des températures élevées de l’ordre de l20°C à l80°C. Or, le stockage et le transport du bitume à chaud présente certains inconvénients. Le transport du bitume à chaud sous forme liquide est considéré comme dangereux et il est très encadré d’un point de vue règlementaire. Ce mode de transport ne présente pas de difficultés particulières lorsque les équipements et les infrastructures de transport sont en bon état. Dans le cas contraire, il peut devenir problématique : si le camion- citerne n’est pas suffisamment calorifugé, la viscosité du bitume pourra augmenter durant un trajet trop long. Les distances de livraison du bitume sont donc limitées. D’autre part, le maintien du bitume à des températures élevées dans les cuves ou dans les camions-citernes consomme de l’énergie. En outre, le maintien du bitume à des températures élevées pendant une longue période peut affecter les propriétés du bitume et ainsi changer les performances finales de l’enrobé.
Pour pallier les problèmes du transport et du stockage du bitume à chaud, des conditionnements permettant le transport et le stockage des bitumes à température ambiante ont été développés. Ce mode de transport du bitume en conditionnement à température ambiante ne représente qu’une fraction minime des quantités transportées dans le monde, mais il correspond à des besoins bien réels pour les régions géographiques d’accès difficile et coûteux par les moyens de transport traditionnels.
US 3 026 568 décrit des granules de bitume recouverts d’un matériau poudreux, tel que de la poudre de calcaire. Néanmoins, ce type de bitume en granules n’empêche pas le fluage du bitume, notamment à température ambiante élevée.
La demande WO 2008107551 décrit un mode de réticulation réversible des compositions bitumineuses basé sur l’utilisation d’additifs organogélateurs. Les compositions bitumineuses réticulées de manière thermoréversible ainsi obtenues sont dures aux températures d'usage et présentent une viscosité réduite aux températures d'application.
La demande WO 2009/153324 décrit des granules de bitume enrobés par un composé antiagglomérant polymérique, en particulier du polyéthylène. L’inconvénient de cet enrobage est qu’il modifie les propriétés du bitume lors de son application routière.
La demande WO 2016/016318 décrit des granules de bitume comprenant un additif chimique. Ces granules de bitume permettent le transport et/ou le stockage et/ou la manipulation du bitume à température ambiante sans que celui-ci ne flue, ainsi que la réduction de leur adhésion et agglomération entre eux.
La demande US 2987515 décrit des dérivés uréthane comprenant des groupements amidine cycliques ainsi que leur procédé de préparation.
Dans la continuité de ses travaux, la Demanderesse a découvert de manière surprenante une nouvelle composition bitumineuse comprenant au moins un bitume et le mélange d’au moins une molécule de formule générale (I) et d’au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III). Les compositions bitumineuses ainsi développées ont ceci d’avantageux qu’elles présentent une bonne dureté et une bonne consistance aux températures d’usage, des propriétés mécaniques satisfaisantes, notamment une bonne élasticité, et qu’elles présentent, aux températures d’application, une viscosité similaire à celle de bitumes classiques de même grade.
Les compositions bitumineuses selon l’invention ont ceci d’avantageux qu’elles sont solides à température ambiante et permettent la mise en forme du bitume sous forme divisée, notamment sous forme de granules ou de pains. Ces compositions bitumineuses solides à température ambiante et sous forme divisée permettent également d’éviter, de réduire et/ou de retarder l’adhésion et l’agglomération des granules ou des pains lors de leur transport et/ou stockage et/ou manipulation à température ambiante, notamment à température ambiante élevée, sur des longues périodes, comparativement aux matériaux à base de bitume de l’art antérieur. Ces compositions bitumineuses solides à température ambiante et sous forme divisée conservent leurs propriétés au cours du temps.
OBJECTIFS DE L’INVENTION
Dans ces circonstances, l’objectif de la présente invention est de proposer de nouvelles compositions bitumineuses comprenant l’association des molécules de formule générale (I) et des molécules de formule générale (II) et/ou (III) selon l’invention.
Un autre objectif de l’invention est de proposer des compositions bitumineuses présentant aux températures d’usage de bonnes propriétés physico-chimiques et mécaniques, notamment en termes de dureté, de consistance, voire aussi d’élasticité, mais également présentant aux températures d’application, de préférence une viscosité réduite, voire équivalente à celle d’un bitume non additivé.
Un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé simple de préparation de compositions bitumineuses comprenant le mélange de molécules selon l’invention.
Un autre objectif de l’invention est de proposer des compositions bitumineuses solides à température ambiante et qui permettent la mise en forme du bitume sous forme divisée, notamment sous forme de granules ou de pains.
Un autre objectif de l’invention est de proposer des compositions bitumineuses solides à température ambiante et sous forme divisée présentant une bonne dureté et une bonne consistance aux températures d’usage sans dégrader les propriétés mécaniques du bitume. Notamment on vise à obtenir des compositions présentant une viscosité similaire à celle de bitumes standards de même grade aux températures d’application.
Un autre objectif de l’invention est de proposer des compositions bitumineuses solides à température ambiante et sous forme divisée, permettant d’éviter et de réduire et/ou de retarder l’adhésion et l’agglomération des granules ou des pains lors de leur transport et/ou stockage et/ou manipulation à température ambiante, notamment à température ambiante élevée, sur des longues périodes tout en conservant leurs propriétés au cours du temps.
Un autre objectif de l’invention est de proposer de nouvelles molécules aptes en particulier à former un réseau thermoréversible dans les compositions bitumineuses.
BREVE DESCRIPTION
L’invention vise une composition bitumineuse comprenant au moins un bitume et le mélange - d’au moins une molécule de formule générale (I) :
- et d’au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
où :
- Rci, RC2, RC3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- RAI, RA2, RA3, RB I, RB3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane, urée, amide, hydrazide ou oxamide,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à 250 atomes de carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d’un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-, tri- ou quadri- fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
De préférence, Rci, Rc2, Rc3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une chaîne hydrocarbonée, aliphatique, linéaire, saturée.
De préférence, Rci, Rc2, Rc3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée comprenant de 4 à 18 atomes de carbone, de préférence de 4 à 14 atomes de carbone, de préférence de 4 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à 10 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à 8 atomes de carbone.
Dans une variante selon l’invention, RAI, RA2, RA3, RBI , RB3, identiques ou différents représentent une chaîne hydrocarbonée comprenant de 4 à 150 atomes de carbone ou un oligomère soluble dans le bitume choisi parmi les polyoléfïnes, les polyétheroxides, les polyacrylates, les polyméthacrylates, les polysulfïdes, les polystyréniques, les polybutadiènes, les polyisobutènes, les polyisoprènes, les polyesters, les polyamides, les polysiloxanes, les polychlorures de vinyle (PVC), les polytétrafluoroéthylènes (PTFE).
Avantageusement, RAI, RA2, RA3, RB I, RB3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée choisie parmi l’octadécyle, l’oléyle, l’hexadécyle, le tétradécyle, le pentadécyle, l’heptadécyle, l’eicosyle, le dodécyle, le tridécyle, l’undécyle.
De préférence, Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une fonction uréthane ou urée. De préférence, P2, P3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée linéaire et saturée.
La composition bitumineuse selon l’invention comprend avantageusement de 0, 1 à 30% en masse du mélange de la molécule de formule générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III), de préférence de 0,5 à 20%, de manière préférée de 1 à 10%, de manière plus préférée de 2 à 10%, de manière encore plus préférée de 2 à 5% en masse par rapport à la masse totale de la composition bitumineuse.
L’invention concerne également l’utilisation du mélange de la molécule de formule générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III), pour préparer des compositions bitumineuses, avantageusement des compositions bitumineuses sous forme solide à température ambiante et sous forme divisée.
L’invention vise en particulier un procédé pour préparer une composition bitumineuse qui comprend les étapes suivantes :
- la fourniture d’un liant bitumineux comprenant au moins un bitume,
- la mise en contact de la molécule de formule générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III), à une température comprise entre 70 et 220°C, de préférence entre 90 à l80°C, de préférence entre 110 et l80°C avec le liant bitumineux, puis éventuellement
- la mise en forme de la composition bitumineuse sous forme divisée, et en particulier sous forme de pains ou de granules.
De préférence, le bitume est choisi parmi les bitumes d’origine naturelle, parmi les bitumes issus du raffinage du pétrole brut tels que les résidus de distillation atmosphérique, les résidus de distillation sous vide, les résidus viscoréduits, les résidus soufflés, leurs mélanges et leurs combinaisons ou parmi les bitumes synthétiques.
L’invention vise également une composition bitumineuse solide à température ambiante et sous forme divisée.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite composition bitumineuse est sous forme de granules ou de pains.
Un autre aspect de l’invention vise un procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de la composition bitumineuse, ladite composition bitumineuse étant transportée et/ou stockée et/ou manipulée à température ambiante sous forme divisée et solide, notamment sous forme de pains ou de granules solides.
L’invention concerne également l’utilisation de la composition bitumineuse solide à température ambiante et de préférence sous forme divisée dans les domaines des applications routières, notamment dans la fabrication de liants routiers, des enrobés et des chaussées en général, et dans les domaines des applications industrielles.
L’invention vise également un mélange de molécules comprenant :
- au moins une molécule de formule générale (I) :
- et au moins un
où :
- Rci, RC2, RC3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- RAI , RA2, RA3, RB I, RB3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane, urée, amide, hydrazide ou oxamide,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à 250 atomes de carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d’un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-, tri- ou quadri- fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
L’invention vise enfin un kit comprenant dans au moins deux logements distincts d’un même conditionnement :
- au moins une molécule de formule générale (I) :
- et au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
telles que définies ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous,
- et éventuellement une base bitume.
L’invention concerne encore l’utilisation des compositions bitumineuses et des kits tels que définis ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, dans les domaines des applications routières, éventuellement en mélange avec des granulats ou des agrégats d’enrobés bitumineux recyclés, notamment pour fabriquer un enduit superficiel, un enrobé à chaud, un enrobé à froid, un enrobé coulé à froid, une grave émulsion, une couche de base, une couche de liaison, une couche d’accrochage, une couche de roulement, une couche anti-omiérante, un enrobé drainant, ou un asphalte, et dans les domaines des applications industrielles, notamment pour préparer un revêtement d’étanchéité, une membrane ou une couche d’imprégnation.
DESCRIPTION DETAILLEE
L’expression « compris entre X et Y » inclut les bornes, sauf mention contraire explicite. Cette expression signifie donc que l’intervalle visé comprend les valeurs X, Y et toutes les valeurs allant de X à Y.
Par « oligomère », on entend une macromolécule constituée d’un nombre limité d’unités de répétitions. Ces unités de répétitions peuvent être toutes identiques ou un oligomère peut comprendre des unités de répétitions différentes. Généralement un oligomère comprend de 2 à 100 unités de répétition et une masse molaire moyenne supérieure ou égale à 200 g/mol et inférieure ou égale à 20 000 g/mol, de préférence inférieure ou égale à 10 000 g/mol.
La composition bitumineuse selon l’invention et son procédé de préparation
La composition bitumineuse
Les compositions bitumineuses selon l’invention comprennent au moins un bitume et le mélange :
- d’au moins une molécule de formule générale (I) :
et d’au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III)
où :
- Rci, RC2, RC3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- RAI , RA2, RA3, RB I, RB3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane -0-(CO)-NH-, urée -HN- (CO)-NH-, amide -(CO)-NH-, hydrazide -(CO)-NH-NH- ou oxamide -HN-(CO)-(CO)-NH-,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à 250 atomes de
carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d’un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-, tri- ou quadri- fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
Par « le mélange », on entend selon l’invention les mélanges des molécules (I) et des molécules (II) et/ou (III) en toutes proportions.
Lorsque Rci et/ou Rc2 et/ou Rc3 comprennent un ou plusieurs hétéroatomes, avantageusement ceux-ci sont choisis parmi O, N et S.
De préférence, Rci, Rc2, Rc3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une chaîne hydrocarbonée, aliphatique, linéaire, saturée.
De préférence, Rci, Rc2, Rc3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée comprenant de 4 à 18 atomes de carbone, de préférence de 4 à 14 atomes de carbone, de préférence de 4 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à 10 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à 8 atomes de carbone. Par exemple, Rci, Rc2, Rc3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée comprenant 4, 5, 6, 7 ou 8 atomes de carbones.
Dans un mode particulier selon l’invention, Rci, Rc2, Rc3, sont choisis indépendamment parmi les groupements -C4H8-, -C5Hl0-, -C6Hl2-, -C7Hl4-, -C8Hl6-, -C9Hl8-, -CI0H20-, -CnH22-, C12H24 , C13H26 , C14H28 , C15H30 ,— CI6H32— , -C17H34-, -CI8H36 .
Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, Rci, Rc2, Rc3, sont choisis indépendamment parmi les groupements -C4H8-, -C6HI2-, -C8HI6-, -CI0H20-, -CI2H24-, Cl4H28 , CI6H32 , -CI8H36 .
Dans un autre mode particulier selon l’invention, RCi, Rc2, Rc3, sont choisis indépendamment parmi les groupements -C6HI2-, -C8HI6-, -CI0H20-, -CI2H24-, -CI4H28- ; de préférence parmi les groupements -C6HI2-, -C8HI6-, -CI0H20-, -CI2H24- ; de manière plus préférée parmi les groupements -C6HI2-, -C8HI6-, -CI0H20-.
Les groupements hydrocarbonés RAI , RA2, RA3, RBI , RB3, identiques ou différents sont avantageusement choisis parmi :
- les chaînes hydrocarbonées, aliphatiques ou aromatiques, linéaires ou ramifiées, saturées ou insaturées, acycliques ou cycliques, comprenant de 4 à 200 atomes de carbone et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- les oligomères solubles dans le bitume comprenant de 4 à 200 atomes de carbone et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes.
Lorsque l’un ou plusieurs des groupements RAI, RA2, RA3, RB I, RB3 comprennent un ou plusieurs hétéroatomes, avantageusement ceux-ci sont choisis parmi O, N, S, Si, et les halogènes, notamment F et Cl.
Dans une variante selon l’invention, RAI, RA2, RA3, RBI, RB3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée, aliphatique ou aromatique, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, acyclique ou cyclique, comprenant de 4 à 150 atomes de carbone, de préférence de 4 à 100 atomes de carbone, de préférence de 4 à 68 atomes de carbone, de préférence de 10 à 54 atomes de carbone, préférentiellement de 10 à 36 atomes de carbone.
De préférence, selon cette variante, RAI, RA2, RA3, RBI, RB3, identiques ou différents, comprennent de 10 à 36 atomes de carbone, plus préférentiellement de 16 à 20 atomes de carbone.
Avantageusement, selon cette variante, RAI, RA2, RA3, RBI, RB3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée choisie parmi l’octadécyle, l’oléyle, l’hexadécyle, le tétradécyle, le pentadécyle, l’heptadécyle, l’eicosyle, le dodécyle, le tridécyle, l’undécyle.
Avantageusement, selon une autre variante, RAI, RA2, RA3, RB I, RB3, identiques ou différents, représentent un oligomère soluble dans le bitume. Avantageusement, selon cette variante, RAI, RA2, RA3, RB I, RB3, identiques ou différents, sont choisis parmi les polyoléfïnes tels que le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polyéthylène butylène (PEB), polyisobutène ; les polyétheroxides tels que le polyéthylène glycol (PEG), le polypropylène glycol (PPG), le polytétraméthyloxide (PTMO); les polyacrylates et les polyméthacrylates tels que le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le polyacrylate de butyle (PABu); les polysulfïdes ; les polystyréniques tels que le polystyrène (PS) ; les polybutadiènes et les polyisoprènes ; les polyesters tels que le poly-e-caprolactone (PCL), l’acide polylactique (PLA) ; les polyamides ; les polysiloxanes et les polymères halogénés tels que le polychlorure de vinyle (PVC), le polytétrafluoroéthylène (PTFE).
De préférence, Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent indépendamment l’un de l’autre une fonction uréthane ou urée.
Avantageusement, dans la molécule de formule générale (I), Xi et X’i, sont identiques et représentent une fonction urée.
Avantageusement, dans la molécule de formule générale (II), X2 et X’2 sont identiques et représentent une fonction urée ou une fonction uréthane.
Avantageusement, dans la molécule de formule générale (III), X3 et X’3 sont identiques et représentent une fonction urée ou une fonction uréthane.
Les groupements hydrocarbonés P2, P3 des molécules de formules générale (II) ou (III) sont avantageusement une chaîne hydrocarbonée comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à 250 atomes de carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, de manière encore plus préférée de 20 à 50 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes.
Lorsque P2 et/ou P3 comprennent un ou plusieurs hétéroatomes, avantageusement ceux- ci sont choisis parmi O, N et S.
Le résidu fonctionnel A est un résidu d’agent de couplage. On peut utiliser tout agent de couplage de polymères connu de l’homme du métier et apte à lier les groupements P2, P3 aux blocs cohésifs. On peut citer à titre d’exemples l’éthylène glycol, le glycérol, le pentaérythritol, le triéthylènetetramine.... Le résidu fonctionnel A est de préférence un résidu trifonctionnel ou quadrifonctionnel, de préférence un résidu trifonctionnel.
La molécule de formule (I) selon l’invention peut être décrite comme comprenant un segment central et des deux segments externes (RAI , RA2, RA3, RB I, RB3) reliés au segment central par une fonction chimique (Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3). Dans la présente description, le segment central comprenant les fonctions chimiques Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3 peut être également appelé bloc cohésif.
Les molécules de formule (II) ou (III) comprennent des blocs cohésifs reliés par le groupement P2, P3.
Pour une meilleure compréhension de la description des molécules de formule générale (I) et des molécules de formule (II) ou (III), celles-ci peuvent être illustrées par un formalisme schématique simplifié. La légende de ce formalisme se présente comme suit : représente la fonction Xi, X’i, X2, X’2, X3 ou X’3 représente le groupement RCi, Rc2 ou Rc3 représente le groupement RAI, RA2, RA3, P IS I ou RB3
représente P2 ou P3
Ainsi, la molécule de formule (I) peut être représentée de la manière suivante
Dans la molécule de formule (III), le nombre entier n peut varier entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5. Lorsque n=l, la molécule formule (III) peut ainsi être représentée de la manière suivante :
Dans la molécule de formule (III), lorsque n=2, la molécule formule (III) peut ainsi être représentée de la manière suivante :
Dans la molécule de formule (III), lorsque n=3, la molécule formule (III) peut ainsi être représentée de la manière suivante :
Dans la molécule de formule (II), lorsque A est un est résidu d’agent de couplage trifonctionnel, le nombre entier m peut varier entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
Dans le cas où A est un est résidu d’agent de couplage trifonctionnel, et lorsque m= 1 , la molécule formule (II) peut ainsi être représentée de la manière suivante :
Dans le cas où A est un est résidu d’agent de couplage trifonctionnel, et lorsque m=2, la molécule de formule (II) peut ainsi être schématisée de la manière suivante :
Dans le cas des deux dernières molécules, le résidu trifonctionnel A sert d’agent de couplage d’au moins trois parties du groupement P2 ou P3.
Selon un mode de réalisation, la molécule de formule (I) selon l’invention présente une masse molaire inférieure à 20000 g.mof1, de préférence comprise entre 100 et 10000 g.mof1. De préférence, la molécule de formule (I) selon l’invention présente une masse molaire comprise entre 100 et 2000 g.mof1, de préférence comprise entre 100 et 1000 g.mof1, de manière plus préférée comprise entre 100 et 500 g.mof1.
Selon un autre mode de réalisation, la molécule de formule (II) ou (III) selon l’invention présente une masse molaire inférieure à 200000 g.mof1, de préférence comprise entre 100 et 100000 g.mof1. De préférence, la molécule de formule (II) ou (III) selon l’invention présente une masse molaire comprise entre 500 et 50000 g.mof1, de préférence comprise entre 500 et 20000 g.mof1.
Les mélanges de molécules de formule (I), et de molécules (II) et/ou (III) selon l’invention présentent l’intérêt d’avoir des propriétés organogélatrices. Par « organogélateur » ou « molécule organogélatrice », au sens de l’invention, on entend un composé capable d’établir une association entre plusieurs molécules de structures chimiques identiques ou différentes pour former un réseau supramoléculaire. Dans le bitume, ces molécules dites organogélatrices sont capables d’établir entre elles des interactions physiques conduisant à une auto -agrégation avec formation d’un réseau supramoléculaire 3D qui est responsable de la gélification du bitume. L’empilement des molécules permet la formation d’un réseau de fibrilles, immobilisant les
molécules du bitume. La formation de fibrilles peut être observée par exemple par microscopie optique polarisée, par microscopie électronique à balayage (MEB)...
Les molécules de formule (I), (II) et (III) selon l’invention comprennent un segment central comprenant des fonctions aptes à créer des liaisons hydrogène. Ledit segment central est lié à des segments externes (RAI , RA2, RA3, RBI OU RB3) permettant de favoriser la solubilité de la molécule (I), (II) ou (III) dans le bitume. Aux températures d’usage, allant de -20 à 80°C, les molécules de formule (I), (II) ou (III) se lient entre elles de manière non-covalente, notamment par des liaisons hydrogène. Ces liaisons hydrogène sont fragilisées lorsque le bitume est chauffé à haute température. Ainsi aux températures d’usage, l’ensemble constitué d’un grand nombre de molécules de formule (I), (II) ou (III) peut être assimilé à un polymère « supramoléculaire » et confère au bitume ainsi modifié des propriétés améliorées. Aux températures d’usage, la gélification due à l’agrégation des molécules selon l’invention provoque un épaississement du milieu bitumineux, conduisant à une augmentation de la dureté, ce qui permet que les compositions bitumineuses selon l’invention soient solides à température ambiante. La dureté de ces compositions bitumineuses additivées, aux températures d’usage, est accrue par rapport au bitume de départ non additivé. Lorsque la composition bitumineuse est chauffée, les interactions entre les molécules (I), (II) et/ou (III) sont fragilisées, et le bitume retrouve les propriétés d’un bitume non additivé, la viscosité de la composition bitumineuse à chaud redevient celle du bitume de départ. Ce phénomène est également décrit dans la présente invention par la terminologie « réseau thermoréversible ».
De préférence, les compositions de bitume selon l’invention sont essentiellement constituées :
a) de bitume,
b) d’un mélange comprenant au moins un composé de formule (I) et au moins un composé choisi parmi ceux de formules (II) et/ou (III) telles que définies ci-dessus.
Selon une première variante avantageuse, les granules selon l’invention comprennent, de préférence sont essentiellement constitués de :
a) 70 % à 99,9 % de bitume,
b) 0,1 % à 30 % d’un mélange comprenant au moins un composé de formule (I) et au moins un composé choisi parmi ceux de formules (II) et/ou (III) telles que définies ci-dessus.
Selon une seconde variante avantageuse, les granules selon l’invention comprennent, de préférence sont essentiellement constitués de :
a) 70 à 99 % de bitume,
b) 0,1 % à 30 % d’un mélange comprenant au moins un composé de formule (I) et au moins un composé choisi parmi ceux de formules (II) et/ou (III) telles que définies ci- dessus,
c) un ou plusieurs agents antiagglomérants tels que définis ci-dessous,
d) un ou plusieurs adjuvants polymère oléfiniques tels que définis ci-dessous.
Procédé de préparation de la composition bitumineuse
Les compositions bitumineuses selon l’invention comprennent au moins un bitume, et le mélange d’au moins une molécule de formule générale (I) et d’au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III).
Les compositions bitumineuses selon l’invention comprennent avantageusement de 0,1 à 30% en masse du mélange de la molécule de formule générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III), de préférence de 0,5 à 20%, de manière préférée de 1 à 10%, de manière plus préférée de 2 à 10%, de manière encore plus préférée de 2 à 5% en masse par rapport à la masse totale de la composition bitumineuse.
Avantageusement, le rapport massique de la molécule de formule générale (I) sur la molécule de formule générale (II) et/ou (III) est d’au moins 1 : l, de préférence d’au moins 1,5:1, de préférence d’au moins 1,7: 1, de préférence d’au moins 2 : 1.
Le procédé de préparation de la composition bitumineuse selon l’invention comprend avantageusement les étapes suivantes :
- la fourniture d’un liant bitumineux comprenant au moins un bitume,
- la mise en contact de la molécule de formule générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III), à une température comprise entre 70 et 220°C, de préférence entre 90 et l80°C, de préférence entre 110 et l80°C avec le liant bitumineux, puis éventuellement
- la mise en forme de la composition bitumineuse sous forme divisée, et en particulier sous forme de pains ou de granules.
On entend par « liant bitumineux » un bitume seul, et comprenant éventuellement des additifs tels qu’un polymère et/ou un fluxant. Le liant bitumineux peut être sous forme sous forme anhydre ou sous forme d’émulsion.
Dans un mode de réalisation, le procédé de préparation des compositions bitumineuses selon l’invention comprend les étapes suivantes :
a) on introduit un bitume dans un récipient équipé de moyens de mélange, et on porte le bitume à une température entre 70 et 220°C, de préférence entre 90 et l80°C, de préférence entre 110 et l80°C,
b) on introduit les molécules de formule générale (I), (II) et/ou (III) et éventuellement des additifs,
c) on chauffe la composition bitumineuse issue de l’étape b) à une température comprise entre 70 et 220°C, de préférence entre 90 et l80°C, de préférence entre 110 et l80°C, sous agitation, jusqu’à l’obtention d’une composition bitumineuse, avantageusement homogène, d) éventuellement on met en forme la composition bitumineuse issue de l’étape c) sous forme divisée, et en particulier sous forme de pains ou de granules.
La base bitume
Les compositions bitumineuses selon l’invention peuvent contenir des bitumes issus de différentes origines. Parmi les bitumes utilisables selon l’invention, on peut citer tout d’abord les bitumes d’origine naturelle, ceux contenus dans des gisements de bitume naturel, d’asphalte naturel ou les sables bitumineux et les bitumes provenant du raffinage du pétrole brut. Les bitumes selon l’invention sont avantageusement choisis parmi les bitumes provenant du raffinage du pétrole brut. Les bitumes peuvent être choisis parmi les bitumes ou mélanges de bitumes provenant du raffinage du pétrole brut, en particulier des bitumes contenant des asphaltènes ou des brais. Les bitumes peuvent être obtenus par des procédés conventionnels de fabrication des bitumes en raffinerie, en particulier par distillation directe et/ou distillation sous vide du pétrole. Ces bitumes peuvent être éventuellement viscoréduits et/ou désasphaltés et/ou rectifiés à l’air. Il est courant de procéder à la distillation sous vide des résidus atmosphériques provenant de la distillation atmosphérique de pétrole brut. Ce procédé de fabrication correspond, par conséquent, à la succession d’une distillation atmosphérique et d’une distillation sous vide, la charge alimentant la distillation sous vide correspondant aux résidus atmosphériques. Ces résidus sous vide issus de la tour de distillation sous vide peuvent être également utilisés comme bitumes. Il est également courant d’injecter de l’air dans une charge composée habituellement de distillais et de produits lourds provenant de la distillation sous vide de résidus atmosphériques provenant de la distillation du pétrole. Ce procédé permet d’obtenir une base soufflée, ou semi-soufflée ou oxydée ou rectifiée à l’air ou rectifiée partiellement à l’air. Les différents bitumes ou bases bitumes obtenus par les procédés de raffinage peuvent être combinés entre eux pour obtenir le meilleur compromis technique. Le bitume peut aussi
être un bitume de recyclage. Les bitumes peuvent être des bitumes de grade dur ou de grade mou.
Avantageusement, le bitume est choisi parmi les bitumes d’origine naturelle, parmi les bitumes issus du raffinage du pétrole brut tels que les résidus de distillation atmosphérique, les résidus de distillation sous vide, les résidus viscoréduits, les résidus soufflés, leurs mélanges et leurs combinaisons ou parmi les bitumes synthétiques autrement appelés liants clairs.
Dans un mode particulier selon l’invention, le bitume peut comprendre en outre au moins un polymère et/ou un fluxant.
A titre d’exemples de polymères pour bitume, on peut citer les élastomères tels que les copolymères SB, SBS, SIS, SBS*, SBR, EPDM, polychloroprène, polynorbomène et éventuellement les polyoléfïnes tels que les polyéthylènes PE, PEHD, le polypropylène PP, les plastomères tels que les EVA, EMA, les copolymères d’oléfïnes et d’esters carboxyliques insaturés EBA, les copolymères polyoléfïnes élastomères, les polyoléfïnes du type polybutène, les copolymères de l’éthylène et d’esters de l’acide acrylique, méthacrylique ou de l’anhydride maléique, les copolymères et terpolymères d’éthylène et de méthacrylate de glycidyle, les copolymères éthylène-propylène, les caoutchoucs, les polyisobutylènes, les SEBS, les ABS.
D’autres additifs peuvent encore être ajoutés au bitume selon l’invention. Il s’agit par exemple d’agents de vulcanisation et/ou d’agents de réticulation susceptibles de réagir avec un polymère, lorsqu’il s’agit d’un élastomère et/ou d’un plastomère, pouvant être fonctionnalisés et/ou pouvant comporter des sites réactifs.
Parmi les agents de vulcanisation, on peut citer ceux à base de soufre et ses dérivés, utilisés pour réticuler un élastomère à des teneurs de 0,01% à 30% en masse par rapport à la masse d’élastomère.
Parmi les agents de réticulation, on peut citer les agents de réticulation cationiques tels que les mono ou polyacides, ou les anhydrides carboxyliques, les esters d’acides carboxyliques, les acides sulfoniques, sulfuriques, phosphoriques, voire les chlorures d’acides, les phénols, à des teneurs de 0,01% à 30% en masse par rapport à la masse de polymère. Ces agents sont susceptibles de réagir avec l’élastomère et/ou le plastomère fonctionnalisé. Ils peuvent être utilisés en complément ou en remplacement des agents de vulcanisation.
Selon un mode de réalisation, la composition bitumineuse selon l’invention peut en outre comprendre un adjuvant polymère oléfïnique.
L’adjuvant polymère oléfïnique est choisi, de préférence, dans le groupe consistant en (a) les copolymères éthylène/(méth)acrylate de glycidyle et (b) les terpolymères éthylène/monomère A/monomère B :
(a) Les copolymères éthylène/(méth)acrylate de glycidyle sont, avantageusement, choisis parmi les copolymères statistiques ou séquencés, de préférence statistiques, d'éthylène et d'un monomère choisi parmi l’acrylate de glycidyle et le méthacrylate de glycidyle, comprenant de 50% à 99,7% en masse, de préférence de 60% à 95% en masse, plus préférentiellement de 60% à 90% en masse d'éthylène,
(b) Les terpolymères sont, avantageusement, choisis parmi les terpolymères statistiques ou séquencés, de préférence statistiques, d'éthylène, d'un monomère A et d'un monomère B.
Le monomère A est choisi parmi l’acétate de vinyle et les acrylates ou méthacrylates d’alkyle en Cl à C6.
Le monomère B est choisi parmi l’acrylate de glycidyle et le méthacrylate de glycidyle.
Les terpolymères éthylène/monomère A/monomère B comprennent avantageusement de 0,5% à 40% en masse, de préférence de 5% à 35% masse, plus préférentiellement de 10% à 30% en masse de motifs issus du monomère A et, de 0,5% à 15% en masse, de préférence de 2,5% à 15% en masse de motifs issus du monomère B, le reste étant formé de motifs issus de l’éthylène.
Avantageusement, l’adjuvant polymère oléfinique est choisi parmi les terpolymères statistiques d’éthylène (b), d’un monomère A choisi parmi les acrylates ou méthacrylates d’alkyle en C 1 à C6 et d’un monomère B choisi parmi l’acrylate de glycidyle et le méthacrylate de glycidyle, comprenant de 0,5% à 40% en masse, de préférence de 5% à 35% en masse, plus préférentiellement de 10% à 30% en masse de motifs issus du monomère A et, de 0,5% à 15% en masse, de préférence de 2,5% à 15% en masse de motifs issus du monomère B, le reste étant formé de motifs issus de l'éthylène.
Selon un mode de réalisation, la composition bitumineuse solide à température ambiante et de préférence sous forme divisée peut comprendre de 0,05% à 15% en masse, de préférence de 0,1% à 10% en masse, plus préférentiellement de 0,5% à 6% en masse de l’adjuvant polymère oléfinique par rapport à la masse totale de la composition bitumineuse selon l’invention.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition bitumineuse solide à température ambiante et de préférence sous forme divisée peut comprendre en outre entre 0,5% et 20% en masse, de préférence entre 2% et 20% en masse, plus préférentiellement entre 4% et 15% en masse d’antiagglomérant par rapport à la masse totale desdites granules ou desdits pains selon l’invention.
Par « antiagglomérant » ou « composé antiagglomérant », on entend tout composé qui limite, réduit, inhibe, retarde, l’agglomération et/ou l’adhésion des granules entre eux lors de leur transport et/ou de leur stockage à température ambiante et qui assure leur fluidité lors de leur manipulation.
De préférence, le composé antiagglomérant est choisi parmi : le talc ; les fines généralement de diamètre inférieur à 125 pm, telles que les fines siliceuses, à l’exception des fines calcaires ; le sable tel que le sable de fontainebleau ; le ciment ; le carbone ; les résidus de bois tels que la lignine, le lignosulfonate, les poudres d’aiguilles de conifères, les poudres de cônes de conifères, notamment de pin ; les cendres de balles de riz ; la poudre de verre ; les argiles telles que le kaolin, la bentonite, la vermiculite ; l’alumine telle que les hydrates d’alumine ; la silice ; les dérivés de silice tels que les fumées de silice, les fumées de silice fonctionnalisées, notamment les fumées de silice hydrophobe ou hydrophile, les silices pyrogénées, notamment les silices pyrogénées hydrophobes ou hydrophiles, les silicates, les hydroxydes de silicium et les oxydes de silicium ; la poudre de matière plastique; la chaux ; la chaux hydratée ; le plâtre ; la poudrette de caoutchouc ; la poudre de polymères, tels que les copolymères styrène -butadiène (SB), les copolymères styrène-butadiène-styrène (SBS), et les mélanges de ces matériaux.
Avantageusement, G antiagglomérant est choisi parmi le talc ; les fines généralement de diamètre inférieur à 125 pm à l’exception des fines calcaires, telles que les fines siliceuses ; les résidus du bois tels que la lignine, la lignosulfonate, les poudres d’aiguilles de conifères, les poudres de cônes de conifères, notamment de pin; la poudre de verre ; le sable tel que le sable de fontainebleau ; les fumées de silice, notamment les fumées de silice hydrophobe ou hydrophile ; les silices pyrogénées, notamment les silices pyrogénées hydrophobes ou hydrophiles ; et leurs mélanges.
Mise en forme des compositions bitumineuses selon l’invention
Selon un mode de réalisation particulier, la composition bitumineuse selon l’invention est solide à température ambiante et sous forme divisée. Selon un mode de réalisation préféré, la composition bitumineuse selon l’invention est sous forme de granules ou de pains.
Les granules selon l’invention sont obtenus par mise en forme de la composition bitumineuse selon l’invention tel que décrit ci-dessus selon tout procédé connu, par exemple selon le procédé de fabrication décrit dans le document US 3 026 568, le document WO 2009/153324 ou le document WO 2012/168380. Notamment, on peut utiliser les méthodes décrites dans la demande WO2018/104660.
Selon un mode de réalisation particulier, la mise en forme des granules peut être réalisée par égouttage, en particulier à l’aide d’un tambour.
D’autres techniques peuvent être utilisées dans le procédé de fabrication des granules, en particulier le moulage, l’extrusion...
Le pain selon l’invention peut être fabriqué selon tout procédé connu, par exemple selon le procédé de fabrication décrit dans le document US2011/0290695.
Composition solide à température ambiante et sous forme de granules selon l’invention
Selon un mode de réalisation, la composition bitumineuse selon l’invention est sous forme de granules.
Les granules selon l’invention peuvent avoir au sein d’une même population de granules, une ou plusieurs formes choisies parmi une forme cylindrique, sphérique ou ovoïde. Les granules selon l’invention ont de préférence une forme cylindrique ou sphérique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la taille des granules selon l’invention est telle que la dimension moyenne la plus longue est de préférence inférieure ou égale à 50 mm, plus préférentiellement de 3 à 30 mm, encore plus préférentiellement comprise de 5 à 20 mm. Par exemple, l’utilisation d’une filière permet de contrôler la fabrication de granules d’une taille choisie. Un tamisage permet de sélectionner des granules en fonction de leur taille.
De préférence, les granules selon l’invention présentent un poids compris entre 0,1 g et 50 g, de préférence entre 0,2 g et 10 g, plus préférentiellement entre 0,2 g et 5 g.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la taille des granules selon l’invention est telle que la dimension moyenne la plus longue est de préférence inférieure ou égale à 20 mm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 10 mm, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 5 mm.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition bitumineuse solide à température ambiante et sous forme divisée selon l’invention, de préférence sous forme de granules est recouverte sur au moins une partie de sa surface, voire la totalité de sa surface d’un antiagglomérant, de préférence d’origine minérale ou organique, plus préférentiellement d’origine minérale.
Dans un tel cas, la masse de l’ antiagglomérant recouvrant au moins une partie de la surface des granules est avantageusement comprise entre 0,2% et 10% en masse, de préférence entre 0,5% et 8% en masse, plus préférentiellement entre 0,5% et 5% par rapport à la masse totale desdites granules selon l’invention.
De préférence, selon ce mode de réalisation, le composé antiagglomérant recouvre au moins 50% de la surface des granules, de préférence au moins 60%, préférentiellement au moins 70%, plus préférentiellement au moins 80% et encore plus préférentiellement au moins 90%.
L’ antiagglomérant est tel que défini ci-dessus dans la description. Selon une variante, le composé antiagglomérant utilisé pour recouvrir au moins une partie de la surface des granules est choisi parmi le mélange des molécules de formules (I) et des molécules de formules (II) et/ou (III) défini ci-dessus, avantageusement sous forme de poudre.
De préférence également, l’épaisseur moyenne de la couche d’ antiagglomérant est, de préférence, supérieure ou égale à 20 mhi, plus préférentiellement comprise entre 20 et 100 mhi.
Selon un mode de réalisation de l’invention, G antiagglomérant compris dans les granules peut être identique ou différent de G antiagglomérant recouvrant au moins une partie de la surface desdites granules.
Composition solide à température ambiante et sous forme de pains selon l’invention
Selon un mode de réalisation, la composition bitumineuse selon l’invention est sous forme de pain. On entend par pain, un bloc de la composition bitumineuse ayant une masse comprise entre 0,1 kg et 1000 kg, de préférence, entre 1 kg et 200 kg, plus préférentiellement entre 1 kg et 50 kg, encore plus préférentiellement entre 5 kg et 35 kg, encore plus préférentiellement entre 10 kg et 30 kg, ledit bloc étant avantageusement parallélépipédique, de préférence étant un pavé.
Le pain selon l’invention a, de préférence, un volume compris entre 100 cm3 et 50000 cm3, de préférence entre 5000 cm3 et 25000 cm3, plus préférentiellement entre 10000 cm3 et 30000 cm3, encore plus préférentiellement entre 14000 cm3 et 25000 cm3.
Lorsque le pain selon l’invention est manipulé manuellement par une personne, la masse dudit pain peut varier de 1 à 20 kg, et de 20 à 50 kg dans le cas d’une manutention par deux personnes. Lorsque la manutention est réalisée par des équipements mécaniques, la masse du pain peut varier de 50 à 1000 kg.
Le pain selon l’invention peut être fabriqué selon tout procédé connu, par exemple selon le procédé de fabrication décrit dans le document US2011/0290695.
Le pain selon l’invention est avantageusement emballé d’un film thermofusible mis en place selon tout procédé connu, de préférence par un film en polypropylène, en polyéthylène ou un mélange de polyéthylène et de polypropylène. La composition bitumineuse conditionnée en pain de bitume emballé d’un film thermofusible présente l’avantage d’être prête à l’emploi,
c’est-à-dire que le pain de bitume peut être directement chauffé dans le fondoir ou éventuellement introduit directement dans l’unité d’enrobage de fabrication des enrobés routiers, sans déballage préalable. Le film thermofusible qui fond avec la composition bitumineuse selon l’invention n’affecte pas ses propriétés.
Selon un mode de réalisation, le pain selon l’invention peut également être conditionné dans un carton selon tout procédé connu.
En particulier, le pain selon l’invention est conditionné dans un carton en faisant couler à chaud la composition bitumineuse selon l’invention dans un carton dont la paroi de la face interne est siliconée puis refroidie, les dimensions du carton étant adaptées au poids et/ou au volume du pain selon l’invention souhaité.
Lorsque le pain selon l’invention est emballé d’un film thermofusible ou est conditionné dans un carton, la Demanderesse a démontré que la détérioration dudit film thermofusible ou dudit carton lors du transport et/ou du stockage à température ambiante et même à température ambiante élevée dudit pain n’entraînait pas le fluage du pain selon l’invention. Par conséquent, les pains selon l’invention conservent leur forme initiale et ne collent pas entre eux lors de leur transport et/ou stockage à température ambiante élevée malgré le fait que le film thermofusible ou le carton soit endommagé.
Sans vouloir être liée à une quelconque théorie, la Demanderesse estime que l’absence de fluage de la composition bitumineuse solide à température ambiante et sous forme de granules ou de pains lors de son transport et/ou stockage à température ambiante, en particulier élevée est due à la formulation de la composition bitumineuse selon l’invention et notamment à la synergie d’action de l’association d’au moins une molécule de formule générale (I) et d’au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (II) selon l’invention au sein de la composition bitumineuse.
Procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de la composition bitumineuse solide à température ambiante et sous forme divisée selon l’invention
L’invention concerne également un procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de la composition bitumineuse, ladite composition bitumineuse étant transportée et/ou stockée et/ou manipulée à température ambiante sous forme divisée et solide, notamment sous forme de pains ou de granules solides.
De préférence, ladite composition bitumineuse solide à température ambiante et sous forme divisée selon l’invention est transportée et/ou stockée et/ou manipulée à une température
ambiante, notamment à une température ambiante élevée pendant une durée supérieure ou égale à 2 mois, préférence à 3 mois.
On entend par température ambiante, la température d’usage du bitume, étant entendu que la température ambiante implique qu’aucun apport de chaleur n’est apporté autre que celui résultant des conditions climatiques.
Ainsi, la température ambiante peut atteindre des valeurs élevées, inférieures à l00°C durant les périodes estivales, en particulier dans les régions géographiques à climat chaud.
De préférence, la température ambiante est inférieure à l00°C. Avantageusement, la température ambiante est de 20°C à 50°C, de préférence de 25°C à 50°C, de préférence de 25°C à 40°C.
Avantageusement, la température ambiante élevée est de 40°C à 90°C, de préférence de 50°C à 85°C encore plus préférentiellement de 50°C à 75°C, encore plus préférentiellement de 50°C à 60°C.
Les compositions bitumineuses solides à température ambiante et sous forme divisée selon la présente invention sont remarquables en ce qu’elles sont solides à température ambiante et donc facilement manipulables, même à des températures ambiantes élevées. Les compositions bitumineuses solides à température ambiante et sous forme divisée selon la présente invention permettent également le transport et/ou le stockage et/ou la manipulation desdits granules ou pains à température ambiante dans des conditions optimales, en particulier sans qu’il y ait fluage desdits granules ou pains lors de leur transport et/ou leur stockage et/ou leur manipulation, même lorsque la température ambiante est élevée et sans dégrader les propriétés de ladite composition bitumineuse, voire en les améliorant.
Utilisation des compositions bitumineuses selon l’invention
Diverses utilisations des compositions bitumineuses selon l’invention sont envisagées dans les domaines des applications routières, notamment dans la fabrication de liants routiers, des enrobés et des chaussées en général, et dans les domaines des applications industrielles.
On peut envisager l’utilisation de la composition bitumineuse solide à température ambiante, notamment sous forme divisée, selon l’invention dans diverses applications routières, éventuellement en mélange avec des granulats pour fabriquer un enduit superficiel, un enrobé à chaud, un enrobé à froid, un enrobé coulé à froid, une grave émulsion, une couche de base, une couche de liaison, une couche d’accrochage ou une couche de roulement. Ces applications visent notamment des enrobés bitumineux comme matériaux pour la construction et l’entretien
des corps de chaussée et de leur revêtement, ainsi que pour la réalisation de tous travaux de voiries. On peut citer d’autres associations de la composition bitumineuse et du granulat possédant des propriétés particulières, telles que les couches anti-omiérantes, les enrobés drainants, ou les asphaltes (mélange entre un liant bitumineux et des granulats du type du sable).
On peut envisager rutilisation de la composition bitumineuse solide à température ambiante, notamment sous forme divisée selon l’invention dans diverses applications industrielles. Dans les applications industrielles, on peut citer son utilisation pour préparer un revêtement d’étanchéité, une membrane ou une couche d’imprégnation.
Les granules de bitumes selon l’invention sont particulièrement adaptés à la fabrication de membranes d’étanchéité, de membranes anti-bruit, de membranes d’isolation, de revêtements de surface, de dalles de moquette ou encore de couches d’imprégnation.
Procédé de fabrication d’enrobés
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’enrobés comprenant au moins la composition bitumineuse solide à température ambiante, notamment sous forme divisée selon l’invention et des granulats, ou des agrégats d’enrobés bitumineux recyclés, ce procédé comprenant au moins les étapes de :
- chauffage des granulats à une température allant de l00°C à l80°C, de préférence de l20°C à l80°C,
- mélange des granulats ou des agrégats avec ladite composition bitumineuse dans une cuve telle qu’un malaxeur ou un tambour malaxeur,
- obtention d’enrobés.
Le procédé de fabrication d’enrobés selon l’invention ne requiert avantageusement pas d’étape de chauffage de la composition bitumineuse selon l’invention avant mélange avec les agrégats d’enrobés recyclés ou les granulats car au contact du mélange d’agrégats chaud ou au contact du mélange de granulats chaud, la composition bitumineuse selon l’invention solide à température ambiante fond.
Molécules de formule générale (I), III) et (III) et leur préparation
L’invention porte également sur le mélange comprenant :
- au moins une molécule de formule générale (I) :
- et au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
où Rci, RC2, RC3, RAI , RA2, RA3, RBI, RB3, XI, X’I, X2, X’2, X3, X’3, P2, P3, A, n et m répondent aux spécifications selon l’invention définies plus haut dans la présente description.
Les choix préférentiels pour les molécules de formule (I), (II) et (III) sont les mêmes que pour la composition bitumineuse.
Avantageusement, dans le mélange selon l’invention, le rapport massique de la molécule de formule générale (I) sur la molécule de formule générale (II) et/ou (III) est d’au moins 1 :1, de préférence d’au moins 1 ,5 : 1 , de préférence d’au moins 1 ,7: 1 , de préférence d’au moins 2 :1.
Les molécules de formule générale (I), (II) et (III) peuvent être synthétisées par toute méthode connue de l’homme du métier.
Pour les molécules de formule générale (I), on peut mettre en contact un diisocyanate et un précurseur des chaînes externes dans des conditions permettant une réaction d’addition ou de polycondensation entre les réactifs pour former la molécule de formule (I).
Pour les molécules de formule générale (II) ou (III), on peut mettre en contact un diisocyanate, les précurseurs des chaînes externes (RAI , RA2, RA3, RBI , RB3), l’agent de couplage A et les groupements P2, P3 dans des conditions permettant une réaction d’addition ou de polycondensation entre les réactifs pour former la molécule de formule (II) ou (III) ou leur mélange.
Le précurseur de chaîne externe et les groupements P2, P3 peuvent être fonctionnalisés par une fonction choisie parmi les fonctions alcool, thiol, ou amine, de préférence alcool ou amine.
Par exemple, le précurseur de chaîne externe peut être un composé de formule RAÎ-OH, RAÎ-NH2, RB TOH, RBj-NH2, (i=l, 2, 3, j= 1, 3) ou un mélange de ces composés.
En particulier, la préparation de la molécule de formule (III) peut s’effectuer en deux étapes. La première consiste à lier une chaîne externe (RA3) à une seule extrémité d’un diisocyanate. On obtient la mono-fonctionnalisation de l’isocyanate à une seule extrémité par la chaîne externe (motif 1). Pour la première étape, un excès de diisocyanate est avantageusement utilisé pour s’assurer de la mono-fonctionnalisation. La seconde étape consiste à faire réagir le motif 1 sur le groupement P3 difonctionnalisé. Le groupement P3 est difonctionnalisé par une amine ou un alcool, de préférence par une amine. Le groupement P3 réagit avec la fonction isocyanate du motif 1 n’ayant pas réagi pour former par l’intermédiaire de la fonction X3, X’3 la molécule de formule générale (III).
Avantageusement, la synthèse est réalisée en présence d’un solvant. Le solvant peut être choisi parmi les solvants organiques. On préférera les solvants organiques aprotiques. On peut citer le tétrahydrofurane (THE), le diméthylformamide (DML), le dichlorométhane, le chloroforme...
La synthèse peut être réalisée à une température comprise entre 20 et 200°C, plus préférentiellement entre 20 et l00°C, plus préférentiellement entre 20 et 60°C pendant un temps pouvant aller de 5 minutes à 24 heures, de préférence entre 2 heures et 8 heures.
Les rapports molaires entre les réactifs et l’ordre d’ajout desdits réactifs sont contrôlés pour obtenir les molécules souhaitées de formules (I), (II) et (III). La nature du précurseur de la chaîne externe peut être également contrôlée, ainsi que sa fonctionnalisation pour obtenir les fonctions Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3 souhaitées.
Les différents modes de réalisation, variantes, les préférences et les avantages décrits ci-dessus pour chacun des objets de l’invention s’appliquent à tous les objets de l’invention et peuvent être pris séparément ou en combinaison.
Kit
L’invention concerne encore un kit comprenant dans au moins deux logements distincts d’un même conditionnement :
- au moins une molécule de formule générale (I),
et
- au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III), et éventuellement
- au moins une base bitume.
Avantageusement, dans le kit selon l’invention, le rapport massique de la molécule de formule générale (I) sur la molécule de formule générale (II) et/ou (III) est d’au moins 1 : l, de préférence d’au moins 1,5: 1, de préférence d’au moins 1,7: 1, de préférence d’au moins 2: 1.
Avantageusement dans le kit selon l’invention, le mélange de la molécule de formule générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III) est présent en quantités et proportions respectives permettant de réaliser la production d’une composition bitumineuse additivée pour une quantité déterminée de base bitume, sans qu’il soit nécessaire de peser les composants avant leur mélange.
Le kit peut comprendre dans le même conditionnement, éventuellement dans des logements distincts, un ou plusieurs autres composés utilisés pour formuler la composition bitumineuse. Un tel kit facilite pour les utilisateurs la préparation des compositions bitumineuses additivées en simplifiant les opérations de pesées et/ou dosage.
Analyses et méthodes
Les analyses et méthodes suivantes sont utilisées pour la caractérisation des molécules et des compositions bitumineuses selon l’invention.
Spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) : Les spectres infrarouges sont enregistrés à l’aide d’un spectromètre Avatar FTIR 320 Is® 10, société Nicolet. Ce dernier est équipé d’un module ATR® (Attenuated Total Réflectance) pour les analyses des échantillons à l’état solide. Lorsque le spectre d’une solution est effectué, le mode transmission est utilisé ainsi qu’une cuve en KBr de 0,5 mm de chemin optique.
Résonnance Magnétique Nucléaire (RMN) : Les spectres 1H et 13C sont acquis sur les spectromètres, société Bruker Avance 300® (300 MHz) et Ultrashield 400® (400 MHz). Les calibrations internes sont effectuées à l’aide du signal résiduel du solvant.
Calorimétrie différentielle à balayage (DSC) : Les échantillons sont analysés dans des capsules Tzero en aluminium. Les mesures de DSC sont conduites sur un appareil DSC Auto Q2000® de chez TA Instruments, sous flux d’azote à 50 mL/min.
L'invention est illustrée par les exemples suivants donnés à titre non limitatif.
EXEMPLES
Matériel et méthodes
Les caractéristiques rhéologiques et mécaniques des bitumes ou des compositions bitume- molécules auxquelles on fait référence dans ces exemples sont mesurées suivant les méthodes indiquées dans le tableau 1.
Tableau 1
Base bitume
On choisit une base bitume de grade 70/100, notée B0, ayant une pénétrabilité P25 de 82 1/10 mm et une TBA de 46°C et disponible commercialement auprès de Total Marketing Services.
Molécules
A0 : acide sébacique
Ai - Synthèse de la molécule de formule (I) Ai :
Dans un ballon Schlenck de 500 mL, sont ajoutés successivement les réactifs suivants : 250 mL de dichlorométhane puis 4,77 mL (5,0 g, 29,7 mmol, 1 eq) d’hexaméthylène diisocyanate et enfin au goutte à goutte, 24,4 mL (19,9 g, 74,3 mmol, 2,5 eq) d’oléylamine. Lors de l’ajout de cette dernière, une réaction exothermique a lieu et un précipité se forme. Après 6 h d’agitation à 40°C, le mélange est concentré puis précipité dans 1,2 L d’acétate d’éthyle. Le solide blanc formé est filtré sur fritté (m = 21 g, rendement- 98%). La molécule Ai est caractérisée par RMN, DSC et FTIR-ATR.
RMN 1H (400 MHz, Chloroforme-d) : d 5,35 (m, 4H), 3,21 (q, J = 6,7 Hz, 8H), 2,02 (m, 8 H), 1,74 - 1,48 (m, 8H), 1,27 (s, 52H), 0,88 (t, J = 6,7 Hz, 6H).
FTIR - ATR (cm 1) : 3328, 2925, 2851, 1611, 1579.
DSC 20°C/min, de -90 à 175°C) : fusion à 16 PC (80 J/g).
(I) Ai : RAI = RB I= oléyl; Rci = hexyl ; Xi =X’i= urée.
A2 - Synthèse de la molécule de formule (III) A2 :
Dans un ballon, sous atmosphère inerte, une solution d’oléylamine (4,06 g, 5,0 mL, 14,9 mmol, 1 eq) dans 60 mL de THF, est ajoutée dans une solution d’hexaméthylène diisocyanate (HDI) (10,0 g, 9,55 mL, 59,5 mmol, 4 eq) préalablement dilué dans 100 mL de THF. Une fois l’addition terminée, le mélange est agité pendant 2h30 à température ambiante. Le mélange est ensuite concentré sous pression réduite et est précipité dans l,5L d’hexane. Le solide est filtré et conservé sous argon dans de la verrerie sèche. Après 1 jour à température ambiante, le filtrat est de nouveau filtré. Les solides sont rassemblés et dispersés dans 120 mL de THF sec.
Le polybutadiène hydrogéné, nommé GI2000 (Mn = 2400 g/mol), disponible commercialement chez Nippon Soda co, et préalablement fonctionnalisé en diamine (17,9 g, 7,45 mmol, 0,5 eq) est dilué dans 60 mL de THF. Cette solution est ajoutée, au goutte à goutte, à la dispersion du solide, précédemment filtrée. Une fois l’addition terminée, la solution est agitée lh à température ambiante puis 3h30 à 50°C. Le mélange est concentré sous pression réduite puis précipité dans l,75L de pentane. Après 20 min d’agitation, le mélange est laissé au repos. Le surnageant est prélevé, laissant le solide au fond du récipient. 500 mL de pentane sont ajoutés sous agitation puis de nouveau ôtés lorsque le mélange est au repos. Le solide blanc est ensuite filtré et séché sous vide (17,6 g, rendement = 72 %).
(III) A2 : RA3 = RB3= oléyle; RC3 = hexyle ; X3=X’3= urée, P3=GI2000, n=l
Exemple 1 : Préparation des compositions bitumineuses additivées
On prépare les compositions bitumineuses additivées en introduisant dans un réacteur sous agitation et à l70°C la base bitume B0 et la ou les molécules dans les proportions rapportées dans le tableau 2 ci-dessous. Les mélanges sont agités et chauffés à l70°C pendant environ 30 minutes.
Tableau 2
(*) compositions comparatives
Résultats
Le Tableau 3 ci-après présente les caractéristiques physiques des compositions bitumineuses selon l’invention Ci, C2 et C3 et des compositions comparatives To, Tls CT(AI> et CT(A2)·
Tableau 3
Les compositions selon l’invention Ci, C2 et C3 présentent des propriétés supérieures à celles du bitume seul To, mais également supérieures à celles de la composition Ti additivée avec l’acide sébacique à 5% en masse par rapport à la masse totale de la composition bitumineuse. Les compositions selon l’invention Ci, C2 et C3 présentent également des propriétés supérieures à celles de la composition CT (L2) additivée avec seulement la molécule A2 de formule (III) à une teneur de 5% masse par rapport à la masse totale de la composition
bitumineuse. On note que les compositions selon l’invention Ci, C2 et C3 présentent des propriétés comparables à celles de la composition CT (,\i) additivée avec seulement la molécule Ai de formule (I) à une teneur de 5% masse par rapport à la masse totale de la composition bitumineuse.
On note pour les compositions Ci, C2 et C3 selon l’invention une augmentation de la TBA à une valeur allant au-delà de l50°C. Cette valeur de TBA est nettement supérieure aux valeurs de TBA des compositions comparatives Ti etCx (A2) qui sont respectivement de l02°C et l06°C. Ceci traduit une consistance plus élevée des compositions selon l’invention.
Les compositions selon l’invention ont donc une bonne consistance aux températures d’usage.
Exemple 2 : Préparation des pains de bitume Rch, Rti-, Rc(AB, Rc(A2), Pi, R2 et R3
Des pains de bitume Rco, Rci, Rc(Ai), PT(A2), Pi, P2 et P3 sont préparés respectivement à partir des compositions témoins To, Ti, Cx (Ai), Cx (A2) et les compositions selon l’invention Ci, C2 et C3. La préparation est réalisée selon la méthode suivante : une masse d’environ 0,5 kg de bitume est coulée à l60°C dans un moule rectangulaire en acier couvert d’un film thermofusible en polyéthylène. Le moule est ensuite refroidi à température ambiante puis démoulé.
Essai de fluage
Un essai de fluage est préalablement réalisé. L’essai est réalisé à une température de 70°C et avec une contrainte de cisaillement de 100 Pa avec un rhéomètre à cisaillement de type MCR301® de la marque Anton Paar. Un module de géométrie plan-plan de 25 mm de diamètre est utilisé. L’analyse se déroule de la façon suivante : l’échantillon est écrasé à 70°C entre les deux plateaux jusqu’à un entrefer de 1,025 mm, l’excédent est arasé puis l’entrefer est ajusté à 1 mm (valeur utilisée pour l’analyse). Un temps d’attente de 10 min permet à l’échantillon d’être homogène en température puis la mesure débute. La figure 1 répertorie les résultats de la déformation en fonction du temps obtenus pour les différents pains de bitume.
Sur la figure 1, la déformation (sans unité) est rapportée sur l’axe Y et le temps en secondes est rapporté sur l’axe X. La courbe en trait continu représente celle du pain PT0. La courbe en trait pointillé (— ) représente celle du pain Rci ; la courbe avec les cercles (-O-) représente celle du pain Rc(A2) ; la courbe avec les triangles (-D-) représente celle du pain
RtίA ; la courbe avec les losanges (-0-) représente celle du pain Pi, la courbe avec les étoiles (-¨-) représente celle du pain P2.
On constate une nette amélioration de la résistance au fluage des pains de bitume Pi, P2 selon l’invention par rapport aux pains de bitume Rco, Rti additivés à l’acide sébacique, et PT(A2) additivé seulement avec la molécule de formule (III). Cette amélioration de la résistance au fluage est également constatée par rapport aux pains PT(AI) additivés seulement avec la molécule de formule (I). On note que les pains selon l’invention présentent une résistance au fluage plus de 20 fois plus importante que celle des pains PT(AI) et plus de 10000 fois plus importante que celle des pains Rc(A2). On observe un effet synergique de l’association des molécules de formule (I) et des molécules de formule (III) sur la résistance au fluage des pains selon l’invention.
Essai de tenue mécanique sous contrainte de compression
Cet essai est mis en œuvre afin d’évaluer la résistance à la compression de chaque pain Pio, Rci, Rc(Ai), PT(A2), PI, P2 et P3 lorsque celui-ci est soumis à une charge et à une température de 50°C.
L’essai de résistance à la compression proprement dit est réalisé à l’aide d’un analyseur de texture commercialisé sous le nom LF Plus par la société LLOYD Instruments et équipé d’une enceinte thermique. Pour ce faire, on place une boîte métallique et cylindrique contenant une masse de 60 g de pain de bitume à l’intérieur de l’enceinte thermique réglée à une température de 50°C. Le piston de l’analyseur de texture est un cylindre de diamètre égal à 20 mm et de hauteur 60 mm. Le piston cylindrique est au départ placé au contact de la surface supérieure du pain de bitume. Ensuite, il se déplace verticalement vers le bas, à une vitesse constante de 1 mm/min, sur une distance calibrée de 10 mm de manière à exercer une force de compression sur la surface supérieure du pain de bitume. L’analyseur de texture mesure la force maximale de compression appliquée par le piston sur le pain de bitume à 50°C. La mesure de la force maximale de compression permet d’évaluer la capacité du pain de bitume à résister à la déformation. Ainsi, plus cette force est importante, meilleure sera la résistance à la déformation du pain de bitume. Les résultats sont répertoriés dans le tableau 4 ci-dessous.
Tableau 4
Les pains Pi, P2 et P3 selon l’invention sont particulièrement résistants à la compression comparativement aux pains de bitume témoins Rco à base de bitume seul B0, aux pains de bitume Rci à base de bitume additivés par l’acide sébacique, et aux pains de bitume Rc(A2) à base de bitume additivés seulement par la molécule de formulé (III).
Les pains de bitumes Rc(Ai) à base de bitume additivés seulement par la molécule de formulé (I) présentent une résistance à la compression comparable à celle des pains selon l’invention, mais présentent une résistance au fluage 20 fois moins importante que celle des pains selon l’invention (essai de fluage).
Ainsi, les pains de bitume selon l’invention ne collent pas entre eux et gardent leur forme et leur consistance même à température ambiante élevée. Ainsi, le transport et/ou le stockage sont optimisés pour les pains de bitume selon l’invention, avec une manipulation facilitée, sécurisée et des pertes de bitume minimisées.
Claims
1. Composition bitumineuse comprenant au moins un bitume et le mélange :
- d’au moins une molécule de formule générale (I) :
- et d’au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
où :
- Rci, RC2, RC3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- RAI , RA2, RA3, RBI , RB3, identiques ou différents, représentent un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane, urée, amide, hydrazide ou oxamide,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à 250 atomes de carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d’un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-, tri- ou quadri- fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
2. Composition bitumineuse selon la revendication 1 dans laquelle Rci, Rc2, Rc3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée comprenant de 4 à 18 atomes de carbone, de préférence de 4 à 14 atomes de carbone, de préférence de 4 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à 10 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à 8 atomes de carbone.
3. Composition bitumineuse selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle RAI, RA2, RA3, RBI, RB3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée comprenant de 4 à 150 atomes de carbone ou un oligomère choisi parmi les polyoléfïnes, les polyétheroxides, les polyacrylates , les polyméthacrylates, les polysulfïdes, les polystyréniques, les polybutadiènes, les polyisobutènes, les polyisoprènes, les polyesters, les polyamides, les polysiloxanes, les polychlorures de vinyle (PVC), les polytétrafluoroéthylènes (PTFE).
4. Composition bitumineuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans laquelle RAI, RA2, RA3, RBI, RB3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée choisie parmi l’octadécyle, l’oléyle, l’hexadécyle, le tétradécyle, le pentadécyle, l’heptadécyle, l’eicosyle, le dodécyle, le tridécyle, l’undécyle.
5. Composition bitumineuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent une fonction uréthane ou urée.
6. Composition bitumineuse selon l’une des revendications 1 à 5 dans laquelle P2, P3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée linéaire et saturée.
7. Composition bitumineuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant de 0,1 à 30% en masse du mélange de la molécule de formule générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III), de préférence de 0,5 à 20%, de manière préférée de 1 à 10%, de manière plus préférée de 2 à 10%, de manière encore plus préférée de 2 à 5%, en masse par rapport à la masse totale de la composition bitumineuse.
8. Composition bitumineuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 qui est solide et sous forme divisée à température ambiante.
9. Composition bitumineuse selon la revendication 8 sous forme de granules ou de pains.
10. Procédé de préparation d’une composition bitumineuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, qui comprend les étapes suivantes :
- la fourniture d’un liant bitumineux comprenant au moins un bitume,
- la mise en contact de la molécule de formule générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III), à une température comprise entre 70 et 220°C, de préférence entre 90 à l80°C, de préférence entre 110 et l80°C avec le liant bitumineux, puis éventuellement
- la mise en forme de la composition bitumineuse sous forme divisée, et en particulier sous forme de pains ou de granules.
11. Procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de la composition bitumineuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, ou telle que préparée selon la revendication 10, ladite composition bitumineuse étant transportée et/ou stockée et/ou manipulée à température ambiante sous forme divisée et solide, notamment sous forme de pains ou de granules solides.
12. Mélange de molécules comprenant :
- au moins une molécule de formule générale (I) :
- et au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
où :
- Rci, RC2, RC3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- RAI , RA2, RA3, RBI , RB3, identiques ou différents, représentent un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane, urée, amide, hydrazide ou oxamide,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à 250 atomes de carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d’un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-, tri- ou quadri- fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
13. Kit comprenant dans au moins deux logements distincts d’un même conditionnement :
- au moins une molécule de formule générale (I) :
- et au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
où :
- Rci, RC2, RC3, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- RAI , RA2, RA3, RBI , RB3, identiques ou différents, représentent un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- Xi, X’i, X2, X’2, X3, X’3, identiques ou différents, représentent une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane, urée, amide, hydrazide ou oxamide,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent un groupement hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à 250 atomes de carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d’un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-, tri- ou quadri- fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférées entre 1 et 5,
- et éventuellement une base bitume.
14. Utilisation des compositions bitumineuses selon l’une quelconque des revendication 1 à 9 ou préparées selon la revendication 10, dans les domaines des applications routières, éventuellement en mélange avec des granulats ou des agrégats d’enrobés bitumineux recyclés, notamment pour fabriquer un enduit superficiel, un enrobé à chaud, un enrobé à froid, un enrobé coulé à froid, une grave émulsion, une couche de base, une couche de liaison, une couche d’accrochage, une couche de roulement, une couche anti-omiérante, un enrobé drainant, ou un
asphalte, et dans les domaines des applications industrielles, notamment pour préparer un revêtement d’étanchéité, une membrane ou une couche d’imprégnation.
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