FR2755138A1 - Procede pour la preparation d'un sol hybride utilisable pour l'inactivation de l'amiante - Google Patents
Procede pour la preparation d'un sol hybride utilisable pour l'inactivation de l'amiante Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé de préparation d'un sol hybride. Le procédé est caractérisé en ce qu'au cours d'une première étape, on prépare un prépolymère inorganique A par réaction d'un alcoxysilane avec un alcoxyde hybride en présence d'eau à 15-80 deg.C pendant 15 min - 24 heures; au cours d'une deuxième étape, on fait réagir le prépolymère A avec un composé R**6 C(CH3 )=CH2 dans lequel R**6 comprend une fonction alcoxyacyle ou carboxyle, en présence d'un catalyseur de polyaddition radicalaire; au cours d'une troisième étape, on ajoute un alcool et on laisse réagir le mélange 15 min - 4 heures, à 45-80 deg.C; au cours d'une quatrième étape, on ajoute un composé R**6 -C(CH3 )=CH2 et un catalyseur de polyaddition radicalaire et on laisse réagir le mélange dans une étuve pendant 15 - 240 min, à 45-140 deg.C. Application à l'inactivation d'un matériau amianté.
Description
L'invention concerne un procédé pour la préparation d'une composition sous forme de sol hybride, la composition obtenue et son utilisation pour le traitement de matériaux contenant de l'amiante.
L' amiante désigne une famille de diverses variétés de silicates qui constituent de bons matériaux ignifuges. Ces matériaux ont été largement utilisés dans différents domaines, notamment dans le bâtiment. Ils ont été utilisés pour constituer des ensembles compacts renforcés mécaniquement ou thermiquement, par exemple sous forme de plaques amianteciment, sous forme de tuiles, de garnitures de freins, etc.
Ils ont également été utilisés sous forme de produits faiblement agglomérés présentant un fort coefficient de foisonnement constituant des couches de quelques centimètres d'épaisseur (flocage) par exemple pour l'isolation thermique ou phonique. On sait maintenant que de telles couches présentent de grands inconvénients du fait qu'elles libèrent par attrition des fibres élémentaires dans l'atmosphère. I1 est reconnu que la présence de telles fibres dans l'atmosphère présente un grand risque dans la mesure où leur inhalation peut provoquer diverses maladies pulmonaires (asbestose, mésothéliome, cancer broncho-pulmonaire, etc.). En outre, l'ingestion de fibres d'amiante contenues dans des liquides peut également entraîner diverses pathologies de l'appareil digestif. Des solutions ont alors été recherchées pour empêcher la dissémination de fibres d'amiante dans l'environnement.
Le problème des couches de matériau contenant de l'amiante peut être réglé de deux manières : soit on retire les couches, mais l'on se trouve en présence de déchets à stocker ou à traiter ; soit on traite les couches pour les laisser en place. Dans les deux cas, il s'agit de traiter, soit physiquement, soit chimiquement, les fibres et les microfibres individuelles présentes.
Les couches qui restent en place ont été traitées par application d'une colle ou d'une peinture, quelquefois à base de gel de silice pour maintenir le caractère incombustible de la couche. Mais les procédés d'application sont rendus difficiles par la viscosité des produits et le traitement reste superficiel.
Les résidus de toute sorte, provenant notamment de matériaux industriels ou de couches retirées de leur support doivent être traités et stockés. Différents traitements ont été mis en oeuvre : attaque par l'acide fluorhydrique entraînant une destruction chimique, fusion à très haute température provoquant une vitrification des fibres, recyclage dans une chimie de production de magnésium, etc. De tels procédés ne sont cependant pas applicables à des couches de matériaux d'amiante qui doivent rester en place.
Le but de la présente invention est de fournir une composition permettant de traiter les matériaux contenant de l'amiante, qu'il s'agisse d'un matériau restant en place, ou d'un matériau sous forme de déchet à éliminer.
C'est pourquoi la présente invention a pour objet un procédé de préparation d'une composition, la composition obtenue et son utilisation pour le traitement d'un matériau contenant de l'amiante.
Le procédé selon l'invention est un procédé pour la préparation d'une composition sous forme de sol hybride, caractérisé en ce que
a) au cours d'une première étape, on prépare un prépolymère inorganique A en faisant réagir un alcoxysilane répondant à la formule (RO)4Si avec un alcoxyde hybride répondant à la formule (RȎ)4mSi(RY)m et/ou avec un silane répondant à la formule R44sS (R3Y3) dans lesquelles R, R2 et
R4 représentent un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone et R1 et R3 sont choisis parmi les radicaux alkylène, alcénylène, arylène, alkylarylène ou arylalkylène ayant de 1 à 20 atomes de carbone, ces biradicaux pouvant éventuellement être interrompus par des atomes d'oxygène ou de soufre ou par des groupes -NH-, Y et Y3 représentent un atome d'halogène ou un groupe amino, amide, aldéhyde, alkylcarbonyle, carboxy, hydroxy, mercapto, cyano, alcoxy, alcoxycarbonyle, acide sulfonique, acide phosphorique, acryloxy, méthacryloxy, époxy ou vinyle, m et s sont des nombres entiers valant 1, 2, 3 ou 4, la réaction étant effectuée en présence d'eau et éventuellement en présence d'un catalyseur d'hydrolyse à une température comprise entre 15"C et 800C pendant une durée comprise entre 15 min et 24 heures, éventuellement en présence d'un alcoolate d'un métal M qui est choisi parmi Zr,
Ti, Hf, Zn, Cd, Mg et Ca
b) au cours d'une deuxième étape, on fait réagir le prépolymère inorganique A avec un composé R6-C(CH3)=CH2 dans lequel R6 comprend une fonction alcoxyacyle ou une fonction carboxyle, par exemple R représente CH3O-CO- ou HO-C2H4-O-COen présence d'un catalyseur de polyaddition radicalaire ;
c) au cours d'une troisième étape, on ajoute un alcool choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le propanol, le nbutanol, le pentanol et l'hexanol, et on laisse réagir le mélange pendant une durée comprise entre 15 min et 4 heures, à une température comprise entre 45"C et 800C
d) au cours d'une quatrième étape, on ajoute un composé R6-C(CH3)=CH2 et un catalyseur de polyaddition radicalaire analogues à ceux utilisés dans l'étape b) et on laisse réagir le mélange dans une étuve pendant une durée comprise entre 15 et 240 min, à une température comprise entre 45"C et 140"C.
a) au cours d'une première étape, on prépare un prépolymère inorganique A en faisant réagir un alcoxysilane répondant à la formule (RO)4Si avec un alcoxyde hybride répondant à la formule (RȎ)4mSi(RY)m et/ou avec un silane répondant à la formule R44sS (R3Y3) dans lesquelles R, R2 et
R4 représentent un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone et R1 et R3 sont choisis parmi les radicaux alkylène, alcénylène, arylène, alkylarylène ou arylalkylène ayant de 1 à 20 atomes de carbone, ces biradicaux pouvant éventuellement être interrompus par des atomes d'oxygène ou de soufre ou par des groupes -NH-, Y et Y3 représentent un atome d'halogène ou un groupe amino, amide, aldéhyde, alkylcarbonyle, carboxy, hydroxy, mercapto, cyano, alcoxy, alcoxycarbonyle, acide sulfonique, acide phosphorique, acryloxy, méthacryloxy, époxy ou vinyle, m et s sont des nombres entiers valant 1, 2, 3 ou 4, la réaction étant effectuée en présence d'eau et éventuellement en présence d'un catalyseur d'hydrolyse à une température comprise entre 15"C et 800C pendant une durée comprise entre 15 min et 24 heures, éventuellement en présence d'un alcoolate d'un métal M qui est choisi parmi Zr,
Ti, Hf, Zn, Cd, Mg et Ca
b) au cours d'une deuxième étape, on fait réagir le prépolymère inorganique A avec un composé R6-C(CH3)=CH2 dans lequel R6 comprend une fonction alcoxyacyle ou une fonction carboxyle, par exemple R représente CH3O-CO- ou HO-C2H4-O-COen présence d'un catalyseur de polyaddition radicalaire ;
c) au cours d'une troisième étape, on ajoute un alcool choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le propanol, le nbutanol, le pentanol et l'hexanol, et on laisse réagir le mélange pendant une durée comprise entre 15 min et 4 heures, à une température comprise entre 45"C et 800C
d) au cours d'une quatrième étape, on ajoute un composé R6-C(CH3)=CH2 et un catalyseur de polyaddition radicalaire analogues à ceux utilisés dans l'étape b) et on laisse réagir le mélange dans une étuve pendant une durée comprise entre 15 et 240 min, à une température comprise entre 45"C et 140"C.
Parmi les réactifs (RO)4Si utilisables dans l'étape a), on peut citer le tétraméthoxysilane (TMOS), le tétraéthoxysilane, le tétrapropoxysilane et le tétrabutoxysilane. Le TMOS est particulièrement préféré.
Parmi les composés (RȎ)4-mSi(RY)m, ceux qui comprennent au moins deux substituants alcoxy permettront une polycondensation. Ceux qui comprennent un seul substituant alcoxy formeront une extrémité de chaîne. Lorsque le groupement yl représente une fonction capable de polymériser ou de réticuler par voie radicalaire, ladite fonction reste inerte dans les conditions de cette première étape. Parmi ces fonctions, on préfère les doubles liaisons > C=C < ou les fonctions acryloxy ou méthacryloxy. Comme exemples particuliers de composés (R2O)4mSi(RlYl)m, on peut citer le méthacrylate de triméthoxysilylpropyle, le méthylvinyldiéthoxysilane, le diméthylvinyléthoxysilane, l'isopropényloxy triméthylsilane.
Parmi les silanes répondant à la formule R44~sSi(R3Y3) qui peuvent éventuellement être introduits dans le milieu réactionnel lors de l'étape a), on peut citer ceux dans lesquels
R4 est un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone et
R3 et Y3 sont définis de la même manière que R1 et Y respectivement. A titre d'exemple, on peut citer le diméthylvinyl chlorosilane et le méthacrylate de (trichlorosilyl)propyle.
R4 est un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone et
R3 et Y3 sont définis de la même manière que R1 et Y respectivement. A titre d'exemple, on peut citer le diméthylvinyl chlorosilane et le méthacrylate de (trichlorosilyl)propyle.
L'alcoolate introduit éventuellement dans le milieu réactionnel au cours de l'étape a) est choisi de préférence parmi les composés répondant à la formule (R50)nN dans laquelle R5 représente un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone, n représente la valence du métal M, M étant choisi parmi Zr, Ti, Hf, Zn, Cd, Mg et Ca.
Au cours de l'étape a), les réactifs comprenant au moins un groupement alcoxyde subissent une hydrolyse et une polycondensation qui n'affecte pas les fonctions yl et le cas échéant les radicaux Y , R4 et R5. On obtient un mélange contenant le monomère R44Si(R3Y3 )m et un polymère tridimensionnel comprenant des unités
dans lesquelles un atome de Si est entouré soit par 4 atomes d'oxygène, soit par 1 à 3 atomes d'oxygène, chacune des positions non occupées par l'oxygène étant occupée par un substituant YR ou le cas échéant par un substituant R5.
dans lesquelles un atome de Si est entouré soit par 4 atomes d'oxygène, soit par 1 à 3 atomes d'oxygène, chacune des positions non occupées par l'oxygène étant occupée par un substituant YR ou le cas échéant par un substituant R5.
Un catalyseur d'hydrolyse peut être utilisé dans l'étape a) pour augmenter la cinétique de la réaction d'hydrolyse. Ce catalyseur peut être un acide choisi par exemple parmi l'acide oxalique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide orthophosphorique, ou une base choisie par exemple parmi l'ammoniaque et la soude.
Au cours de l'étape b), il se produit une réaction d'addition entre les groupes polymérisables yl du prépolymère tridimensionnel A obtenu lors de l'étape a), les groupes polymérisables éventuels Y3 et les doubles liaisons du composé R6-C(CH3)=CH2 introduit. Comme exemple de tels composés, on peut citer le méthacrylate de méthyle et le méthacrylate d'hydroxyéthyle. Le but de cette étape b) est de fixer sur le prépolymère A des segments constitués par une ou plusieurs unités
et éventuellement des segments résultant de la polymérisation par voie radicalaire (par les groupements Y3) des monomères R44sSi(R3Y3)s introduits lors de l'étape A. On obtient ainsi un polymère tridimensionnel hybride comprenant des segments inorganiques et des segments organiques.
et éventuellement des segments résultant de la polymérisation par voie radicalaire (par les groupements Y3) des monomères R44sSi(R3Y3)s introduits lors de l'étape A. On obtient ainsi un polymère tridimensionnel hybride comprenant des segments inorganiques et des segments organiques.
La réaction de l'étape b) est initiée par un catalyseur de polyaddition radicalaire. Le catalyseur de polyaddition radicalaire peut être choisi parmi les catalyseurs thermosensibles (par exemple le perbenzoate de tert-butyle, l'hydroperoxyde de tert-butyle, le peroxyde de benzoyle, l'azo-bisisobutyronitrile, la N,N-diméthyl-aniline) ; dans ce cas, la durée de la réaction est de préférence comprise entre 10 min et 40 min à la température ambiante. On peut également utiliser un catalyseur de polyaddition photosensible, par exemple un composé obtenu par réaction de benzophénone, de diacétophénone et d'un amorceur aminé monoacrylé dans les proportions molaires de 1/1/1 à 1/1/4 ; la durée de réaction dans ce cas est de préférence entre 10 secondes et 60 secondes.
A la fin de l'étape d) la composition obtenue contient le composé R6-C(CH3)=CH2 et le catalyseur ajouté lors de l'étape d) ainsi que le polymère tridimensionnel obtenu à la fin de l'étape c).
De préférence, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre à l'aide des réactifs indiqués ci-dessus dans les quantités suivantes, indiquées en nombre de moles
<tb> Etape <SEP> Réactif <SEP> Quantité
<tb> a) <SEP> alcoxysilane <SEP> (R0)4Si <SEP> 0,1-1,5 <SEP>
<tb> <SEP> alcoxysilane <SEP> hybride <SEP> (RO)4-mSi(RY)m <SEP>
<tb> <SEP> ou <SEP> 0,1-1 <SEP>
<tb> <SEP> 2 <SEP> 33 <SEP>
<tb> <SEP> silane <SEP> R4-mSi(R Y )m
<tb> <SEP> eau <SEP> 1-7,5
<tb> <SEP> catalyseur <SEP> d'hydrolyse <SEP> 0-0,2
<tb> <SEP> (R5O)m <SEP> M <SEP> 0-5. <SEP> 10-2 <SEP>
<tb> <SEP> (R50) <SEP> m <SEP> M <SEP> 0-5.10 <SEP>
<tb> b) <SEP> R6-C(CH3)=CH2 <SEP> 0,3-1,5
<tb> <SEP> catalyseur <SEP> de <SEP> polyaddition <SEP> 0,005-0,05
<tb> <SEP> radicalaire
<tb> c) <SEP> cosolvant <SEP> 0,1-2
<tb> d) <SEP> R6-C(CH3)=CH2 <SEP> 0,2-2
<tb> <SEP> catalyseur <SEP> de <SEP> polyaddition <SEP> 0,005-0,10
<tb> <SEP> radicalaire
<tb>
La présente invention a également pour objet une composition de sol hybride, caractérisée en ce qu'elle contient
- de 0,1 à 1,5 moles d'un alcoxysilane répondant à la formule (RO)4Si ;
- de 0,1 à 1 mole d'un alcoxyde hybride répondant à la formule (RȎ)4-mSi(RY)m et/ou avec un silane répondant à la formule R 4~5Si (R3Y3)s
- de 1 à 7,5 moles d'eau ;
- de 0 à 0,2 mole d'un catalyseur d'hydrolyse ;
- de 0 à 5.10-2 moles d'un alcoolate (R5O)nM ;
- de 0,5 à 3,5 moles d'un composé R6-C(CH3)=CH2 ;
- de 0,01 à 0,15 mole d'un catalyseur de polyaddition radicalaire ;
- de 0,1 à 2 moles d'un alcool choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le propanol, le n-butanol, le pentanol et l'hexanol ;
R, R2 et R4 représentant un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone ; R1 et R3 étant choisis parmi les radicaux alkylène, alcénylène, arylène, alkylarylène ou arylaîkylène ayant de 1 à 20 atomes de carbone, ces biradicaux pouvant éventuellement être interrompus par des atomes d'oxygène ou de soufre ou par des groupes -NH- ; Y et Y représentant un atome d'halogène ou un groupe amino, amide, aldéhyde, alkylcarbonyle, carboxy, hydroxy, mercapto, cyano, alcoxy, alcoxycarbonyle, acide sulfonique, acide phosphorique, acryloxy, méthacryloxy, époxy ou vinyle ; m et s étant des nombres entiers valant 1, 2, 3 ou 4 ; R6 comprenant une fonction alcoxyacyle ou une fonction carboxyle, par exemple
R6 représente CH3O-CO- ou HO-C2H4-O-CO- et R5 représentant un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
<tb> a) <SEP> alcoxysilane <SEP> (R0)4Si <SEP> 0,1-1,5 <SEP>
<tb> <SEP> alcoxysilane <SEP> hybride <SEP> (RO)4-mSi(RY)m <SEP>
<tb> <SEP> ou <SEP> 0,1-1 <SEP>
<tb> <SEP> 2 <SEP> 33 <SEP>
<tb> <SEP> silane <SEP> R4-mSi(R Y )m
<tb> <SEP> eau <SEP> 1-7,5
<tb> <SEP> catalyseur <SEP> d'hydrolyse <SEP> 0-0,2
<tb> <SEP> (R5O)m <SEP> M <SEP> 0-5. <SEP> 10-2 <SEP>
<tb> <SEP> (R50) <SEP> m <SEP> M <SEP> 0-5.10 <SEP>
<tb> b) <SEP> R6-C(CH3)=CH2 <SEP> 0,3-1,5
<tb> <SEP> catalyseur <SEP> de <SEP> polyaddition <SEP> 0,005-0,05
<tb> <SEP> radicalaire
<tb> c) <SEP> cosolvant <SEP> 0,1-2
<tb> d) <SEP> R6-C(CH3)=CH2 <SEP> 0,2-2
<tb> <SEP> catalyseur <SEP> de <SEP> polyaddition <SEP> 0,005-0,10
<tb> <SEP> radicalaire
<tb>
La présente invention a également pour objet une composition de sol hybride, caractérisée en ce qu'elle contient
- de 0,1 à 1,5 moles d'un alcoxysilane répondant à la formule (RO)4Si ;
- de 0,1 à 1 mole d'un alcoxyde hybride répondant à la formule (RȎ)4-mSi(RY)m et/ou avec un silane répondant à la formule R 4~5Si (R3Y3)s
- de 1 à 7,5 moles d'eau ;
- de 0 à 0,2 mole d'un catalyseur d'hydrolyse ;
- de 0 à 5.10-2 moles d'un alcoolate (R5O)nM ;
- de 0,5 à 3,5 moles d'un composé R6-C(CH3)=CH2 ;
- de 0,01 à 0,15 mole d'un catalyseur de polyaddition radicalaire ;
- de 0,1 à 2 moles d'un alcool choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le propanol, le n-butanol, le pentanol et l'hexanol ;
R, R2 et R4 représentant un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone ; R1 et R3 étant choisis parmi les radicaux alkylène, alcénylène, arylène, alkylarylène ou arylaîkylène ayant de 1 à 20 atomes de carbone, ces biradicaux pouvant éventuellement être interrompus par des atomes d'oxygène ou de soufre ou par des groupes -NH- ; Y et Y représentant un atome d'halogène ou un groupe amino, amide, aldéhyde, alkylcarbonyle, carboxy, hydroxy, mercapto, cyano, alcoxy, alcoxycarbonyle, acide sulfonique, acide phosphorique, acryloxy, méthacryloxy, époxy ou vinyle ; m et s étant des nombres entiers valant 1, 2, 3 ou 4 ; R6 comprenant une fonction alcoxyacyle ou une fonction carboxyle, par exemple
R6 représente CH3O-CO- ou HO-C2H4-O-CO- et R5 représentant un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
L'invention a également pour objet une composition polymère sous forme de sol hybride, obtenu par le procédé de 1 invention. Une telle composition est caractérisé en ce qu'elle contient un composé R6-C(CH3)=CH2 et un catalyseur de polyaddition radicalaire ainsi qu'un polymère tridimensionnel comprenant des segments inorganiques constitué par des unités
dans lesquelles un atome de Si est entouré soit par 4 atomes d'oxygène, soit par 1 à 3 atomes d'oxygène, chacune des positions non occupées par l'oxygène étant occupée par un substituant R4 ou R5 ou par un segment organique constitués par une ou plusieurs unités
dans lesquelles R représente un groupement comprenant une fonction alcoxyacyle ou carboxyle, ou éventuellement par un segment résultant de la polymérisation par voie radicalaire (par les groupements R5) des monomères R44sSi(R3Y3)s introduits lors de l'étape a) et fixé par réaction avec un substituant yl
Les compositions selon l'invention sont utiles pour traiter des matériaux contenant des fibres d'amiante, en vue de les rendre inertes. Le procédé de traitement d'un matériau contenant de l'amiante en vue de son inactivation, est caractérisé en ce qu'il consiste à imprégner à coeur ledit matériau par une composition selon l'invention, obtenue à la fin de l'étape d) du procédé. Les réactions physico-chimique entre l'amiante et le sol hybride se font de manière spontanée. Il est cependant avantageux de faire subir au matériau imprégné un traitement thermique pendant une durée comprise entre 2 et 5 heures à une température comprise entre 20"C et 50"C. Il peut être également être avantageux de traiter le matériau imprégné à l'aide d'un rayonnement, du type microondes, infrarouge ou ultraviolet.
dans lesquelles un atome de Si est entouré soit par 4 atomes d'oxygène, soit par 1 à 3 atomes d'oxygène, chacune des positions non occupées par l'oxygène étant occupée par un substituant R4 ou R5 ou par un segment organique constitués par une ou plusieurs unités
dans lesquelles R représente un groupement comprenant une fonction alcoxyacyle ou carboxyle, ou éventuellement par un segment résultant de la polymérisation par voie radicalaire (par les groupements R5) des monomères R44sSi(R3Y3)s introduits lors de l'étape a) et fixé par réaction avec un substituant yl
Les compositions selon l'invention sont utiles pour traiter des matériaux contenant des fibres d'amiante, en vue de les rendre inertes. Le procédé de traitement d'un matériau contenant de l'amiante en vue de son inactivation, est caractérisé en ce qu'il consiste à imprégner à coeur ledit matériau par une composition selon l'invention, obtenue à la fin de l'étape d) du procédé. Les réactions physico-chimique entre l'amiante et le sol hybride se font de manière spontanée. Il est cependant avantageux de faire subir au matériau imprégné un traitement thermique pendant une durée comprise entre 2 et 5 heures à une température comprise entre 20"C et 50"C. Il peut être également être avantageux de traiter le matériau imprégné à l'aide d'un rayonnement, du type microondes, infrarouge ou ultraviolet.
Les compositions sol hybride de l'invention peuvent être introduites au coeur du matériau à traiter selon les méthodes usuelles, par exemple par pulvérisation, par trempage, par mélangeage, en des quantités suffisantes pour assurer un contact intime entre la composition sol hybride et les fibres du matériau à traiter. Il est préférable, pour obtenir une désactivation suffisante des fibres d'amiante, d'utiliser une quantité de composition selon l'invention qui représente de 10 à 200 % en poids de l'amiante contenue dans le matériau à traiter.
Les compositions sol hybride selon l'invention peuvent être utilisées pour traiter divers types de matériaux contenant de l'amiante en vue de supprimer ou de réduire durablement leurs propriétés pathogènes dues à la libération intempestive des fibres les plus fines. A titre d'exemple, on peut citer les flocages d'amiante en place, auxquels les compositions de l'invention confèrent une résistance mécanique suffisante pour parer aux intrusions intempestives qui pourraient libérer dans l'atmosphère des fibres élémentaires d'amiante dangereuses si elles sont inhalées. On peut également citer les éléments d'isolation thermique ou phonique, industriel contenant de l'amiante, auxquels les compositions de l'invention confèrent une résistance mécanique suffisante pour résister aux contacts physiques ou chimiques ou mécaniques qu'ils subiraient et qui auraient tendance à libérer des nanofibres d'amiante. On peut en outre citer les organes de freins divers, ou les plaques amiante-ciment, ou tout autre article contenant de l'amiante, qui, en cours d'utilisation pourrait libérer des fibres élémentaires d'amiante pathogène.
Enfin, les compositions de l'invention peuvent avantageusement être utilisées pour le traitement de déchets de toute origine contenant de l'amiante, en vue de les stabiliser, que ces déchets soient destinés à être stockés, ou à être recyclés (en qualité de géo-matériaux par exemple, ou comme minerai pour la chimie du magnésium après un simple tri mécanique ou chimique), pour éviter la libération de fibres d'amiante dans l'écosystème.
La présente invention est expliquée plus en détail par l'exemple suivant donné à titre d'illustration. L'invention n'est cependant pas limitée à l'exemple particulier décrit.
Exemple 1
On a mis en oeuvre le procédé de l'invention en utilisant les réactifs dont la nature et les quantités sont rassemblées dans le tableau suivant
On a mis en oeuvre le procédé de l'invention en utilisant les réactifs dont la nature et les quantités sont rassemblées dans le tableau suivant
<tb> Etape <SEP> Réactif <SEP> Quantité
<tb> <SEP> (moles)
<tb> a) <SEP> tétraméthoxysilane <SEP> (CH3O) <SEP> 4Si <SEP> 0,122
<tb> <SEP> méthacrylate <SEP> de <SEP> 3- <SEP> 0,754 <SEP>
<tb> <SEP> (triméthoxysilyl)propyle
<tb> <SEP> eau <SEP> 6
<tb> <SEP> catalyseur <SEP> : <SEP> acide <SEP> oxalique <SEP> 0,20
<tb> <SEP> Méthoxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 0,01
<tb> b) <SEP> méthacrylate <SEP> d'hydroxyéthyle <SEP> 0,643
<tb> <SEP> perbenzoate <SEP> de <SEP> tert-butyle <SEP> 0,03
<tb> c) <SEP> cosolvant <SEP> méthanol <SEP> 1,1
<tb> d) <SEP> méthacrylate <SEP> d'hydroxyéthyle <SEP> 1,188
<tb> <SEP> perbenzoate <SEP> de <SEP> tert-butyle <SEP> 0,06
<tb>
Au cours de l'étape, on a dans un premier temps mélangé les réactifs inorganiques (tétraméthoxysilane, méthoxyde de titane, eau, catalyseur) dans l'ordre indiqué dans le tableau ci-dessus, puis on a ajouté le méthacrylate de 3 (triméthoxysilyl)propyle. On a maintenu le mélange ainsi obtenu à une température de 50"C pendant 15 min, et l'on a observé une opalescence transitoire.
<tb> <SEP> (moles)
<tb> a) <SEP> tétraméthoxysilane <SEP> (CH3O) <SEP> 4Si <SEP> 0,122
<tb> <SEP> méthacrylate <SEP> de <SEP> 3- <SEP> 0,754 <SEP>
<tb> <SEP> (triméthoxysilyl)propyle
<tb> <SEP> eau <SEP> 6
<tb> <SEP> catalyseur <SEP> : <SEP> acide <SEP> oxalique <SEP> 0,20
<tb> <SEP> Méthoxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 0,01
<tb> b) <SEP> méthacrylate <SEP> d'hydroxyéthyle <SEP> 0,643
<tb> <SEP> perbenzoate <SEP> de <SEP> tert-butyle <SEP> 0,03
<tb> c) <SEP> cosolvant <SEP> méthanol <SEP> 1,1
<tb> d) <SEP> méthacrylate <SEP> d'hydroxyéthyle <SEP> 1,188
<tb> <SEP> perbenzoate <SEP> de <SEP> tert-butyle <SEP> 0,06
<tb>
Au cours de l'étape, on a dans un premier temps mélangé les réactifs inorganiques (tétraméthoxysilane, méthoxyde de titane, eau, catalyseur) dans l'ordre indiqué dans le tableau ci-dessus, puis on a ajouté le méthacrylate de 3 (triméthoxysilyl)propyle. On a maintenu le mélange ainsi obtenu à une température de 50"C pendant 15 min, et l'on a observé une opalescence transitoire.
Ensuite, lors de l'étape b), on a mélange le méthacrylate d'hydroxyéthyle et le catalyseur de polyaddition radicalaire, et on a maintenu ce mélange pendant 20 min, avant de l'ajouter au mélange de l'étape a) et d'y ajouter le solvant (étape c).
Après addition du cosolvant, on a maintenu le milieu réactionnel sous agitation à une température de 60"C pendant deux heures dans un réacteur fermé.
Ensuite, au cours de l'étape d), on a introduit dans le réacteur, la quantité supplémentaire de méthacrylate et de catalyseur de polyaddition. Ce mélange final a été maintenu en étuve à une température de 50"C pendant 30 min.
Le sol hybride ainsi obtenu a été introduit par simple versement au sein d'un matériau poreux constitué par un morceau d'étoupe d'amiante chrysotile présentant une résistance en compression simple inférieure à 0,2 Mpa (c'est-à-dire sans consistance mécanique initiale appréciable), légèrement comprimé (réduction de moitié du volume initial) pour faciliter la manipulation. La quantité de sol hybride introduit représentait 30% par rapport au poids de matériau traité.
Dans une variante, le sol hybride peut être introduit dans le matériau à traiter par pulvérisation. Dans une autre variante, le matériau à traiter peut être comprimé légérement avant l'introduction du sol hybride.
Après une période de consolidation de 3 heures dans l'air confiné à 30"C, on a obtenu un produit composite présentant une résistance mécanique en compression supérieure à 10 Mpa, ce qui le rend manipulable, notamment en décharge.
L'introduction de composés organiques dans le mélange réactionnel confère au matériau composite final une bonne résilience sans diminuer de manière substantielle les propriétés d'incombustibilité initiales.
Claims (16)
1. Procédé pour la préparation d'une composition sous forme de sol hybride, caractérisé en ce que
a) au cours d'une première étape, on prépare un prépolymère inorganique A en faisant réagir un alcoxysilane répondant à la formule (RO)4Si avec un alcoxyde hybride répondant à la formule (R2O)4rnSi(R1Y1 )m et/ou avec un silane répondant à la formule R44sSi(R3Y3 )s dans lesquelles R, R2 et
R4 représentent un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone et R1 et R3 sont choisis parmi les radicaux alkylène, alcénylène, arylène, alkylarylène ou arylalkylène ayant de 1 à 20 atomes de carbone, ces biradicaux pouvant éventuellement être interrompus par des atomes d'oxygène ou de soufre ou par des groupes -NH-, yl et Y3 représentent un atome d'halogène ou un groupe amino, amide, aldéhyde, alkylcarbonyle, carboxy, hydroxy, mercapto, cyano, alcoxy, alcoxycarbonyle, acide sulfonique, acide phosphorique, acryloxy, méthacryloxy, époxy ou vinyle, m et s sont des nombres entiers valant 1, 2, 3 ou 4, la réaction étant effectuée en présence d'eau et d'un catalyseur d'hydrolyse à une température comprise entre 15"C et 80"C pendant une durée comprise entre 15 min et 24 heures;
b) au cours d'une deuxième étape, on fait réagir le prépolymère inorganique A avec un composé R6-C(CH3)=CH2 dans lequel R6 comprend une fonction alcoxyacyle ou une fonction carboxyle, par exemple R6 représente CH3O-CO- ou HO-C2H4-O-COen présence d'un catalyseur de polyaddition radicalaire ;
c) au cours d'une troisième étape, on ajoute un alcool choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le propanol, le nbutanol, le pentanol et l'hexanol, et on laisse réagir le mélange pendant une durée comprise entre 15 min et 4 heures, à une température comprise entre 45"C et 800C ;
d) au cours d'une quatrième étape, on ajoute un composé R -C(CH3)=CH2 et un catalyseur de polyaddition radicalaire analogues à ceux utilisés dans l'étape b) et on laisse réagir le mélange dans une étuve pendant une durée comprise entre 15 et 240 min, à une température comprise entre 45"C et 1400C.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit un alcoolate d'un métal M qui est choisi parmi Zr, Ti, Hf, Zn, Cd, Mg et Ca lors de la première étape.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce que le composé (RO)4Si est choisi parmi le tétraméthoxysilane, le tétraéthoxysilane, le tétrapropoxysilane et le tétrabutoxysilane.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé (RȎ)4-mSi(RY)m est choisi parmi le méthacrylate de triméthoxysilylpropyle, le méthylvinyldiéthoxysilane, le diméthylvinyléthoxysilane et l'isopropényloxy triméthylsilane.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé R4,~,Si(R3y3) est choisi parmi le diméthylvinylchlorosilane et le méthacrylate de (trichlorosilyl)propyle.
6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alcoolate est un composé répondant à la formule (R50).N dans laquelle R5 représente un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone, n représente la valence du métal M, M étant choisi parmi Zr, Ti, Hf, Zn, Cd, Mg et Ca.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur d'hydrolyse est un acide choisi parmi l'acide oxalique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide orthophosphorique ou une base choisie parmi l'ammoniaque et la soude.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé R-C(CH3)=CH2 est le méthacrylate de méthyle ou le méthacrylate d'hydroxyéthyle.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur de polymérisation radicalaire est un catalyseur thermosensible choisi parmi le perbenzoate de tert-butyle, l'hydroperoxyde de tert-butyle, le peroxyde de benzoyle, l'azo-bis-isobutyronitrile et la N,N-diméthylaniline ou un catalyseur de polyaddition obtenu par réaction de benzophénone, de diacétophénone et d'un amorceur aminé monoacrylé.
10. Composition de sol hybride, caractérisée en ce qu'elle contient
- de 0,1 à 1,5 moles d'un alcoxysilane répondant à la formule (RO)4Si ;
- de 0,1 à 1 mole d'un alcoxyde hybride répondant à la formule (R2O)4rnSi(R1Y1 )m et/ou avec un silane répondant à la formule R4 (R3Y3)s
- de 1 à 7,5 moles d'eau ;
- de 0 à 0,2 mole d'un catalyseur d'hydrolyse ;
- de 0 à 5.10 moles d'un alcoolate (R5O)nN ;
- de 0,5 à 3,5 moles d'un composé R6-C (CH3) =CH2 ;
- de 0,01 à 0,15 moles d'un catalyseur de polyaddition radicalaire ;
- de 0,1 à 2 moles d'un alcool choisi parmi le méthanol,l'éthanol, le propanol, le n-butanol, le pentanol et l'heptanol ;
R, R2 et R4 représentant un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone ; R1 et R3 étant choisis parmi les radicaux alkylène, alcénylène, arylène, alkylarylène ou arylalkylène ayant de 1 à 20 atomes de carbone, ces biradicaux pouvant éventuellement être interrompus par des atomes d'oxygène ou de soufre ou par des groupes -NH- ; Y et Y représentant un atome d'halogène ou un groupe amino, amide, aldéhyde, alkylcarbonyle, carboxy, hydroxy, mercapto, cyano, alcoxy, alcoxycarbonyle, acide sulfonique, acide phosphorique, acryloxy, méthacryloxy, époxy ou vinyle ; m et s étant des nombres entiers valant 1, 2, 3 ou 4 ; R comprenant une fonction alcoxyacyle ou une fonction carboxyle, par exemple R6 représente CH3O-CO- ou HO-C2H4-O-CO- et R représentant un radical alkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone.
11. Composition polymère sous forme de sol hybride, caractérisée en ce qu'il est obtenu par un procédé selon l'une des revendications 1 à 9.
12. Composition polymère selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'il contient un composé R6-C(CH3)=CH2 et un catalyseur de polyaddition radicalaire ainsi qu'un polymère tridimensionnel comprenant des segment s inorganiques constitué par des unités
dans lesquelles un atome de Si est entouré soit par 4 atomes d'oxygène, soit par 1 à 3 atomes d'oxygène, chacune des positions non occupées par l'oxygène étant occupée par un substituant R4 ou R5 ou par un segment organique constitués par une ou plusieurs unités
dans lesquelles R représente un groupement comprenant une fonction alcoxyacyle ou carboxyle, ou éventuellement par un segment résultant de la polymérisation par voie radicalaire (par les groupements R5) des monomères R 4~5Si (R3Y3)s introduits lors de l'étape a) et fixé par réaction avec un substituant yl
13. Procédé de traitement d'un matériau contenant de l'amiante en vue de son inactivation, caractérisé en ce qu'il consiste à imprégner à coeur ledit matériau par une composition polymère selon l'une des revendications 10 à 12, et à faire subir au matériau imprégné un traitement thermique pendant une durée comprise entre 2 et 5 heures à une température comprise entre 20"C et 500C.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la quantité de composition polymère utilisée représente de 10 à 200% en poids d'amiante contenue dans le matériau à traiter.
15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le matériau contenant de l'amiante à traiter est un flocage d'amiante en place, un élément d'isolation thermique ou phonique contenant de l'amiante, un organe de frein, une plaque amiante-ciment.
16. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour stabiliser des déchets de toute origine contenant de l'amiante.
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| US4477490A (en) * | 1983-02-28 | 1984-10-16 | Weisberg Irving H | Asbestos abatement coating system |
| EP0528038A1 (fr) * | 1990-12-28 | 1993-02-24 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Composition composite presentant une excellente transparence et procede pour sa fabrication |
| EP0534753A1 (fr) * | 1991-09-24 | 1993-03-31 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Composition de composite ayant une transparence élevée et son procédé de préparation |
| EP0534751A1 (fr) * | 1991-09-24 | 1993-03-31 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd | Composition composite ayant une grande transparence et méthode de fabrication de celle-ci |
| DE4426711A1 (de) * | 1993-12-21 | 1996-01-25 | Witega Angewandte Werkstoff Forschung Gemeinnuetzige Gmbh Adlershof | Verfahren und Mittel zur chemisch/morphologischen Umwandlung von Asbest |
-
1996
- 1996-10-24 FR FR9612988A patent/FR2755138B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-10-20 WO PCT/FR1997/001874 patent/WO1998017709A1/fr active Application Filing
Patent Citations (5)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KETELSON H A ET AL: "STERICALLY STABILIZED SILICA COLLOIDS: RADICAL GRAFTING OF POLY(METHYLMETHACRYLATE) AND HYDROSILYLATIVE GRAFTING OF SILICONES TO FUNCTIONALIZED SILICA", POLYMERS FOR ADVANCED TECHNOLOGIES, vol. 6, no. 5, 1 May 1995 (1995-05-01), pages 335 - 344, XP000511513 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO1998017709A1 (fr) | 1998-04-30 |
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