FR2556731A1 - Latex cationiques de caoutchouc, un procede pour leur fabrication et leur utilisation - Google Patents

Latex cationiques de caoutchouc, un procede pour leur fabrication et leur utilisation Download PDF

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Abstract

LES LATEX CATIONIQUES CONTENANT UN EMULSIFIANT CATIONIQUE SELON L'INVENTION SONT CARACTERISES EN CE QU'ILS CONTIENNENT AUSSI UN EMULSIFIANT AMPHOTERE, AJOUTE AVANT L'EMULSIFIANT CATIONIQUE. APPLICATIONS : AMELIORATION D'EMULSIONS CATIONIQUES DE BITUME POUR LE TRAITEMENT DE SURFACE PENDANT LA CONSTRUCTION DES ROUTES.

Description

I Les latex cationiques sont utilisés, entre autres, pour améliorer les
résines acides, pour la production de mortier et béton élastiques et principalement pour améliorer les émulsions cationiques
de bitume pour la construction des routes.
Il y a divers procédés de production de latex cationi- ques de caoutchouc: 1. Le latex est préparé par polymérisation en émulsion en utilisant des émulsifiants cationiques ou des comonombres cationiques (brevet des E.U.A. 4 305 860, DE-OS 2 008 643, 2 125 047, 2 549 883) ou
2. On utilise un latex anionique comme matière première et on trans-
forme le latex anionique en un latex cationique par des parti-
cules ayant une charge électrique positive (brevet des E.U.A.
3 549 579; Ullmanns Enzyklopâdie der techuischen Chemie,
volume 13, 4e édition, page 585).
Selon les procédés précédemment connus. on transforme un latex anionique en un latex cationique en plusieurs stades. Dans le premier stade, on réduit le pH des latex anioniques alcalins par addition d'un acide dilué. Ce stade est inutile dans le cas de latex anioniques acides. Avant que la conversion soit termin6e, on ajoute
au latex dans le second stade une Quantité suffisante d'un 9mulsi-
fiant non ionique. Les émulsifiants non ioniques ont un effet stabi-
lisant à la fois en milieu anionique et en milieu cationique et
évitent que le latex précipite lorsqu'il passe au point isoGleetrique.
Apres stabilisation du latex, on ajoute encore de l'acide dilué, et en même temps un émulsifiant cationiquede sorte que la conversion
est terminée.
La fabrication de latex cationiques par polymérisation en emulsion (procèdd 1) s'accompagne fréquemment de problèmes techniques. De plus, ces latex cationiques ont souvent un effet d'amélioration insuffisant dans le cas des émulsions cationiques de bitume. Si le procèdd d'échange décrit ci-dessus est choisi pour la production de latex cationiques (proc6dé 2),des problèmes se posent fréquemment pendant le traitement ultérieur parce que la rupture rapide désirée des émulsions de bitume qui sont améliorées par le
latex cationique après échange est frequemment altérée par l'émul-
sifiant non ionique contenu dans le latex.
On utilise des émulsions cationiques de bitume pour la
construction des routes, en particulier pour les traitements de sur-
face, des émulsions de bitume et des pierres concassées (ou gravillons) étant appliquées directement sur place dans des opérations successives
séparées. Avec un traitement de surface simple, le liant est pulvé-
risé uniformément sur le substrat à traiter. Les pierres concassées bruteset prétraitées (lavées et revêtues de liant) sont projetéespar dessus et ensuite enfoncéespar roulage. Avec ce procédé, il est particulièrement important que les émulsions cationiques de bitume en contact avec les morceaux de pierres se rompent aussi rapidement
que possible.
La demanderesse a découvert selon l'invention qu'il est possible de proposer un procédé pour convertir des latex anioniques en latex cationiques en utilisant des émulsifiants cationiques, de sorte que les latex restent stables,même au point isoélectrique, et dans lequel les latex sont ajoutés à une émulsion cationique de bitume dont la rupture n'est pas affeetée de manière nuisible
en contact avec les pierres concassées.
Ceci s'obtient par addition d'un émulsifiant amphotère au latex anionique, et ensuite conversion du latex anionique en un
latex cationique en utilisant un émulsifiant cationique.
En conséquence, la présente invention propose un procédé pour convertir un latex anionique en un latex cationique au moyen d'un émulsifiant cationique, dans lequel on ajoute un émulsifiant
amphotère au latex avant l'addition de l'émulsifiant cationique.
Des émulsifiants amphotères convenables comprennent, par exemple, les ampholytes, les bétaines ou les oxydes d'amines correspondant aux formules suivantes:
R1 R1
R-NH-CH2COOH; R--CH2COO; R27e-e
R3 R3
dans lesquelles R et l'un au moins des radicaux R1, R2 et R3 sont chacun un radical alkyle en C8-C24 et les autres des radicaux Ri, R2
et R3 sont des radicaux alkyles en C1-C4.
Les émulsifiants amphotères sont des composés tensioactifs capables de s'ioniser en solution aqueuse et de donner au composé un caractère anionique ou cationique selon les conditions du milieu, c'est
d-dire qu'ils agissent comme acides ou bases selon la valeur du pH.
Les émulsifiants tant cationiques qu'amphotères sont uti-
lisés de préférence en quantités de 1 à 5 % en poids, oar rapport aux
solides du latex. On préfère les bétaînes de formule ci-dessus.
En particulier, les latex d'élastomères carboxylas, de préférence de polychloroprène carboxylé, sont avantageux lorsqu'ils
sont convertis par le procédé selon l'invention.
L'invention concerne également les latex convertis de cette manière,qui sont caractérisés par la présence d'un émulsifiant cationique et d'un émulsifiant amphotère, et leur utilisation pour
améliorer les émulsions cationiques de bitume.
Les latex convertis ont des pH de 2 a 6, qui sont ajustas par utilisation d'acides, par exemple d'acide acétique, d'acide formique, d'acide oxalique, d'acide chlorhydrique, d'acide sulfurique
ou d'acide phosphorique.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois
en limiter la portée.
Exemples. On ajoute la solution aqueuse de l'émulsifiant amphotère
au latex préparé et agité.
Si nécessaire, on ajuste un pH acide par addition d'acide dilué. Cette
étape est généralement inutile avec les latex acides, puisque la solu-
tion aqueuse de l'éamulsifiant cationique, qui est acidifiée par la
quantité spécifiée d'acide, est ajoutée immédiatement après l'addi-
tion de la solution d'émulsifiant amphotère.
Pour terminer la conversion, on agite ensuite le mélange pendant
encore une demi-heure.
Les détails particuliers sont indiqués dans les tableaux I et 2 ci-après. Les valeurs numériques représentent des parties en poids, ce détail
concernant les substances solides dans le cas des latex.
Tableau 1
A B C D E F G H I K L M
Baypren-Latex 4 R 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Dinoram SL, 15 % 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 - 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 -
Genamin, 10 % - - - - - 30,0 - - - - - -
Zephirol, 10 - - - - - - - - - - 20,00 Tego betaine BL
158, 30 Z. 8,0 - - - - - -
Tego betaine L 7 30% - 8,0 - - - 8,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 15,0
Tego betaine L 7 LS 30% - - 8,0 - - - -.
Aminoxide BL 16 30 - - - 8,0 - - - - - - - -
Aminoxide. WS 35 30 - - - - 8,0 -.. .
Acide acétique 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 - - - - -
Acide formique _ - - - - - 1,3 -. .
Acide oxalique - - - - - - - 1,4 - - - -
Acide chlorhydrique - - - - - - - 1,3 - - -
Acide sulfurique - - -. _. 0,7 - -
Acide phoaphorique - - - - - - 0,5 -
Eau 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 25,2 25,2 25,2 25,2 27,5 29,8 -
Ln - Ul CY% ul
Tableau 2
N O P Q R S T U V
Baypren-Latex MKM 1O0. ..
Neoprene-Latex 115 - 100 -...
Neoprene-Latex 101 - - 100 - -.
Neoprene-Latex 102 - - - 100 - - - -
Natural Latex - - - - 100 _.
Perbunane-N-Latex 3415 M - - - - -
Baystal S-Latex 6680 - - - - - 100 -
Baystal T-Latex 730 - - - - - - 100 Baystal S-Latex KA 8264 - - - - - - 100 Dinoram SL, 15 % - 7,5 7,5 7,5 10,0 - 20,0 23,5 15,0
Dehyquart C, 20 % 15,0 -. - _ - - - -
Genamine 10 - - - _ 30,0 - - -
Tego betaine L 7 6,0 4,5 4,0 4,0 7,0 10,0 15,0 5,0 7,0
Acide ac9tique - 1,8 0,68 0,68 5,3 1,8 1,8 1,8 -
Aclde chlorhydrique - - - - - - - - 1,3 Eau 15,2 5,7 5,7 5,7 27,4 25,2 20, 2 17,0 25,2 uLn Ut 0% Les noms de marque dans les tableaux précédents ont les significations chimiques suivantes: Baypren-Latex KM = latex CR acide anionique Baypren-Latex 4 R - latex CR carboxylé acide anionique NeopreneLatex 115 - latex CR carboxylé non ionique Neoprene-Latex 101 - latex CR carboxylé non ionique Neoprene-Latex 102 = latex CR carboxylé non ionique Perbunan-N-Latex 3415M= latex de nitrile carboxylé acide anionique Baystal S-Latex 6680 = latex de SBR carboxyle alcalin anionique Baystal T- Latex 730 - latex de SBR alcalin anionique Baystal S Latex Ka 8264= latex carboxyl6 acide anionique (polymère mixte de styrène, acrylonitrile, butadiène et acide méthacrylique) Dinoram SL = R-NH-(CH2)3-NH2, Rstaaryle Dehyquart C = chlorure de laurylpyridinium Genamin = Bis-(2hydroxy9thyl)-oléylamine Zephirol = chlorure de benzyl-dod.cyldiméthylammonium Tego betaine BL 158 = R-N (CH3)2-CH2COO R = radical alkyle de l'acide cocinique Tego betaine L 7 cocinicamidopropyl-bitaine, CH O R-CONH-(CH2)3-N -CH20oo CH3 Tego betaine L 7 LS = cocinicamidopropylbétaine, à faible teneur en sels
CH
Aminoxide BL 163 = R-N-O R = radical alkyle de l'acide cocinique CH3
Aminoxide WS 35 = 1-alcoylamino-3-dim6thylaminopropane-
3-N-oxyde
CH3
C7Hi5 à C17H35-CONH-(CH2)3-N-O CH3
Amélioration d'une émulsion cationique de bitume par un latex catio-
nique selon les exemples A-V.
On ajoute le latex cationique (pH 1-6) à l'émulsion catio-
nique de bitume (pH 1-6) en agitant. Les différences de pH ne doivent pas dépasser 2 unités,car sinon il y aurait coagulation. Un éventuel dép8t pendant le stockage, provoqué par des différences de densité de l'émulsion de bitume et du latex de caoutchouc, peut être éliminé
par agitation.
La comparaison d'une émulsion cationique de bitume commerciale,classique améliorée (I) contenant également un stabilisant non ionique et d'une émulsion cationique de bitume améliorée (II) contenant en outra un stabilisant amphotère selon les exemples A-V
est effectuée par le test des pierres concassées.
Le test des pierres concassées est mis en oeuvre selon la norme DIN 52 043, deuxième partie: On place dans un pot 180 g de quartzite concassée ayant une grosseur de grains de 2 - 5 mm. On y ajoute un mélange de 19 g d'émulsion cationique de bitume, type U 60 K, et I g de latex cationique (teneur en solides environ 55 Z) et on agite vigoureusement l'émulsion de bitume améliorée et les pierres concassées avec un bâton jusqu'à ce que l'émulsion se rompe (après
à 60 secondes).
Après un temps d'attente de 2 minutes, on lave le mélange 3' deux fois par 600 cm d'eau chaque fois. L'eau de lavage pendant le
second traitement doit être limpide.
Le test des pierres concassées permet l'appréciation de la vitesse à laquelle l'émulsion de bitume améliorée se rompt, et l'appréciation du mouillage des pierres concassées et de l'adhérence aux pierres concassées. L'appréciation est faite visuellement (1 =
meilleure note, 6 = plus mauvaise note).
Test (I) Test (II) Rupture 5 2 Mouillage 4 2 Adhérence 5-6 2-3 Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art pourra y apporter des
modifications sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Latex cationiques contenant un émulsifiant cationique, caractérisés en ce qu'ils comprennent également un émulsifiant amphotère.
2. Latex cationiques selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'émulsifiant amphotère est une bêtaine répondant à la formule générnle R1 -R2P-c2-COO R R3 dans laquelle l'un au moins des radicaux R1, R2 et R3 sont chacun un radical alkyle en C8-C24 et les autres des radicaux Ri, R2 et R3
sont des radicaux alkvles en C1-C4.
3. Latex cationiques selon la revendication 1, caractérises en ce que les quantités d'émulsifiant cationique et d'émulsifiant amphotère sont de I à 5 % en poids chaque fois, par rapport aux solides
du latex.
4. Latex cationiques selon la revendication 2, caractérises
en ce que le pH est de 2 à 6.
5. Latex cationiques selon la revendication 1, caractéris6s
en ce qu'ils contiennent des élastomères carboxylés.
6. Latex cationiques selon la revendication 1, caract5ris4s
en ce qu'ils contiennent un polychloroprène carboxyle.
7. Un procédé pour la fabrication d'un latex cationique par conversion d'un latex anionique au moyen d'un dmulsifiant cationique,
caractérisd en ce que l'on mélaxge le latex avec un 6mulsifiant ampho-
tàre avant l'addition de l'émulsifiant cationique.
8. Utilisation d'un latex cationique selon l'une quelconque
des revendications 1 a 6 pour l'amélioration des émulsions cationiques
de bitume.
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