FR3127226A1 - Clear binder and its applications - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une composition de liant clair et ses utilisations dans des applications routières et/ou industrielles. La présente invention concerne également l’utilisation d’une huile de type TDAE comme plastifiant dans une base de liant clair pour améliorer la résistance au vieillissement des propriétés à froid.The present invention relates to a clear binder composition and its uses in road and/or industrial applications. The present invention also relates to the use of a TDAE-type oil as a plasticizer in a clear binder base to improve the resistance to aging of the cold properties.
Description
La présente invention concerne un liant clair et ses utilisations dans des applications routières et/ou industrielles, notamment pour la production de compositions colorées de revêtement de surfaces. La présente invention concerne également l’utilisation d’une huile de type TDAE comme agent plastifiant dans une composition de liant clair pour améliorer la résistance au vieillissement des propriétés, en particulier des propriétés à froid, de la composition.The present invention relates to a clear binder and its uses in road and/or industrial applications, in particular for the production of colored compositions for coating surfaces. The present invention also relates to the use of a TDAE-type oil as a plasticizing agent in a clear binder composition to improve the resistance to aging of the properties, in particular the cold properties, of the composition.
État de la technique antérieureState of the prior art
Les liants bitumineux classiques, en raison de la présence d'asphaltènes, sont de couleur noire et sont donc difficilement colorables. Les revêtements colorés sont de plus en plus utilisés car ils permettent entre autres, d'améliorer la sécurité des usagers de la route en identifiant clairement les voies spécifiques telles que les voies piétonnes, les pistes cyclables, les voies de bus. Ils permettent aussi de matérialiser certaines zones de danger comme les entrées d'agglomération ou les virages dangereux. Les revêtements colorés favorisent la visibilité en condition de faible luminosité, par exemple la nuit ou dans des sites particuliers tels que les tunnels. Enfin, ils permettent tout simplement d'améliorer l'aspect esthétique de la voirie urbaine et peuvent être utilisés pour les places publiques, les cours d'immeubles et d'écoles, les trottoirs, les rues piétonnes, les allées de jardins et de parcs, les aires de parking et de repos.Conventional bituminous binders, due to the presence of asphaltenes, are black in color and are therefore difficult to color. Colored coatings are increasingly used because they allow, among other things, to improve the safety of road users by clearly identifying specific lanes such as pedestrian lanes, cycle lanes, bus lanes. They also make it possible to materialize certain danger zones such as entrances to built-up areas or dangerous bends. The colored coatings promote visibility in low light conditions, for example at night or in special sites such as tunnels. Finally, they simply improve the aesthetic appearance of urban roads and can be used for public squares, building and school yards, sidewalks, pedestrian streets, garden and park alleys. , parking and rest areas.
Par conséquent, pour toutes les applications précitées, on préfère utiliser des liants clairs de synthèse, ne contenant pas d'asphaltènes et pouvant être colorés.Consequently, for all the aforementioned applications, it is preferred to use clear synthetic binders, not containing asphaltenes and which can be colored.
Les liants clairs de l’art antérieur sont en général constitués d’un agent plastifiant, par exemple une huile d’origine pétrolière ou végétale, un agent structurant, par exemple une résine hydrocarbonée, et un polymère.The clear binders of the prior art generally consist of a plasticizer, for example an oil of petroleum or vegetable origin, a structuring agent, for example a hydrocarbon resin, and a polymer.
La demande WO2018/046838 divulgue un liant clair solide à froid. Notamment, il décrit un liant clair contenant une huile synthétique issue des coupes d’unité de désasphaltage (DAO) et un copolymère à base de motifs butadiène et styrène, par exemple un copolymère SB ou SBS.Application WO2018/046838 discloses a cold solid clear binder. In particular, it describes a clear binder containing a synthetic oil from deasphalting unit cuts (DAO) and a copolymer based on butadiene and styrene units, for example an SB or SBS copolymer.
La demande WO2018/115729 divulgue une composition de liant solide à froid. Notamment la composition peut être un liant clair et l’agent plastifiant peut être une huile d’origine pétrolière. La demande WO2018/115730 décrit une composition similaire pour la préparation d’asphaltes coulés et la réalisation de revêtements.Application WO2018/115729 discloses a cold solid binder composition. In particular, the composition may be a clear binder and the plasticizer may be an oil of petroleum origin. Application WO2018/115730 describes a similar composition for the preparation of mastic asphalts and the production of coatings.
Le document FR 2765229 divulgue une composition de liant clair, comprenant une huile pétrolière et un polymère tel qu’un copolymère SB, SBS, EVA… Cette composition comprend en outre une cire.Document FR 2765229 discloses a clear binder composition, comprising a petroleum oil and a polymer such as an SB, SBS, EVA copolymer, etc. This composition further comprises a wax.
Le document US2002/052431 divulgue des émulsions aqueuses comprenant d’une part un liant synthétique clair et d’autre part d’un latex. Lors de la fabrication, et ensuite dans la mise en œuvre, ces liants sont soumis à différents types de facteurs extérieurs qui en modifient la structure et font évoluer leurs propriétés. Ce sont les phénomènes de vieillissement, essentiellement imputables à des pertes de fractions volatiles et des phénomènes d’oxydation par l’oxygène de l’air.Document US2002/052431 discloses aqueous emulsions comprising on the one hand a clear synthetic binder and on the other hand a latex. During manufacture, and then during implementation, these binders are subjected to different types of external factors which modify their structure and change their properties. These are the phenomena of aging, essentially attributable to losses of volatile fractions and phenomena of oxidation by the oxygen in the air.
La demande WO2010/055491 décrit un liant synthétique clair formulé, en partie, à partir de matières premières renouvelables, qui est résistant au vieillissement. Le liant synthétique clair est préparé à partir d’une huile végétale, d’une résine d’origine pétrolière et d’au moins un copolymère.Application WO2010/055491 describes a clear synthetic binder formulated, in part, from renewable raw materials, which is resistant to ageing. The clear synthetic binder is prepared from a vegetable oil, a resin of petroleum origin and at least one copolymer.
La demande WO2016/166152 enseigne une composition de liant clair présentant des propriétés physico-mécaniques améliorées. Cette composition est préparée par mélange d’une huile synthétique issue des coupes d’unité de désasphaltage (DAO) et d’un copolymère bloc SBS.Application WO2016/166152 teaches a clear binder composition having improved physico-mechanical properties. This composition is prepared by mixing a synthetic oil from deasphalting unit cuts (DAO) and an SBS block copolymer.
De façon surprenante, on a constaté que le choix d’une huile d’origine pétrolière de type TDAE (acronyme de Treated Distillate Aromatic Extract, ou extrait aromatique de distillat traité, en français) et d’un mélange d’un premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique, notamment de motifs butadiène et styrène (par exemple SB et/ou SBS) et d’un deuxième polymère du type éthylène-acétate de vinyle (EVA) permettait d’obtenir un liant clair présentant des propriétés améliorées par rapport aux liants clairs de l’art antérieur, notamment une meilleure résistance au vieillissement des propriétés du liant clair, en particulier une meilleure résistance au vieillissement des propriétés à froid.Surprisingly, it has been found that the choice of an oil of petroleum origin of the TDAE type (acronym for Treated Distillate Aromatic Extract, or aromatic extract of treated distillate, in French) and of a mixture of a first polymer with based on conjugated diene units and monovinyl aromatic hydrocarbon units, in particular butadiene and styrene units (for example SB and/or SBS) and a second polymer of the ethylene-vinyl acetate (EVA) type, made it possible to obtain a clear binder having improved properties compared to the clear binders of the prior art, in particular better resistance to aging of the properties of the clear binder, in particular better resistance to aging of the properties when cold.
L’invention a pour objet une composition de liant clair comprenant :
(i) un agent plastifiant comprenant au moins une huile qui présente une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 10% et 40 %, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 35% et 65%, une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 10% et 40 %, les teneurs étant données en poids par rapport au poids de l’huile et mesurées selon la méthode ASTM D2140, ladite huile ayant une viscosité cinématique à 100 °C allant de 15 mm2/s à 40 mm2/s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 50°C à 80°C, mesuré par la méthode ASTM D611,
(ii) au moins un agent structurant,
(iii) au moins un premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique,
(iv) au moins un deuxième polymère du type éthylène-acétate de vinyle,
et,
(v) éventuellement un dope d’adhésivité.The subject of the invention is a clear binder composition comprising:
(i) a plasticizer comprising at least one oil which has a total content of aromatic compounds of between 10% and 40%, a total content of paraffinic compounds of between 35% and 65%, a total content of naphthenic compounds of between 10 % and 40%, the contents being given by weight relative to the weight of the oil and measured according to the ASTM D2140 method, said oil having a kinematic viscosity at 100° C. ranging from 15 mm 2 /s to 40 mm 2 /s , measured according to the ASTM D445 method, and an aniline point ranging from 50° C. to 80° C., measured by the ASTM D611 method,
(ii) at least one structuring agent,
(iii) at least one first polymer based on conjugated diene units and monovinyl aromatic hydrocarbon units,
(iv) at least one second polymer of the ethylene-vinyl acetate type,
And,
(v) optionally a tackifier.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, l’huile est une huile synthétique obtenue à partir des produits de la distillation sous vide des résidus atmosphériques et résultant d’une double extraction du raffinat au moyen d’un solvant polaire (TDAE).According to a preferred embodiment of the invention, the oil is a synthetic oil obtained from the products of the vacuum distillation of atmospheric residues and resulting from a double extraction of the raffinate by means of a polar solvent (TDAE) .
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, l’huile comprend une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 15 % et 35 % en poids, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 40% et 60 % en poids, et une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 15% et 35 % en poids, mesurée selon la méthode ASTM D2140, une viscosité cinématique à 100 °C allant de 16 mm2/s à 30 mm2/s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 60°C à 70°C, mesuré par la méthode ASTM D611.According to a preferred embodiment of the invention, the oil comprises a total content of aromatic compounds of between 15% and 35% by weight, a total content of paraffinic compounds of between 40% and 60% by weight, and a content total naphthenic compounds of between 15% and 35% by weight, measured according to the ASTM D2140 method, a kinematic viscosity at 100°C ranging from 16 mm2/s to 30 mm2/s, measured according to the ASTM D445 method, and a point of aniline ranging from 60° C. to 70° C., measured by the ASTM D611 method.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le premier polymère est un copolymère de styrène et de butadiène.According to a preferred embodiment of the invention, the first polymer is a copolymer of styrene and butadiene.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le premier polymère comprend une teneur pondérale en styrène allant de 20 à 40 %.According to a preferred embodiment of the invention, the first polymer comprises a weight content of styrene ranging from 20 to 40%.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le premier polymère a une masse moléculaire moyenne en masse comprise entre 10 000 et 700 000 daltons.According to a preferred embodiment of the invention, the first polymer has a weight-average molecular weight of between 10,000 and 700,000 daltons.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le premier polymère est choisi parmi un copolymère bloc styrène/butadiène/styrène de structure radiale, un copolymère bloc butadiène/styrène de structure radiale et leurs mélanges.According to a preferred embodiment of the invention, the first polymer is chosen from a styrene/butadiene/styrene block copolymer of radial structure, a butadiene/styrene block copolymer of radial structure and mixtures thereof.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, la composition présente les teneurs suivantes, en poids par rapport au poids total de liant clair :
- de 30 à 80% en poids d’agent plastifiant,
- de 30 à 60% en poids d’agent structurant,
- de 0,5 à 20 % en poids du premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique,
- de 0,5 à 20 % en poids du second polymère du type éthylène-acétate de vinyle,
- éventuellement de 0,05% à 0,5% en poids de dope.According to a preferred embodiment of the invention, the composition has the following contents, by weight relative to the total weight of clear binder:
- from 30 to 80% by weight of plasticizer,
- from 30 to 60% by weight of structuring agent,
- from 0.5 to 20% by weight of the first polymer based on conjugated diene units and monovinyl aromatic hydrocarbon units,
- from 0.5 to 20% by weight of the second polymer of the ethylene-vinyl acetate type,
- optionally from 0.05% to 0.5% by weight of dope.
L’invention a encore pour objet un procédé de préparation d’une composition de liant clair telle que décrit ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, comprenant les étapes :
- le mélange et le chauffage de l’agent plastifiant à une température comprise entre 140 et 200°C,
- l’ajout de l’agent structurant, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140 et 200°C,
- l’ajout du premier et du deuxième polymère, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140 et 200°C,
- l’ajout de l’éventuel dope d’adhésivité, le mélange et le chauffage entre 140 et 200°C.A further subject of the invention is a method for preparing a clear binder composition as described above and in detail below, comprising the steps:
- mixing and heating the plasticizer to a temperature between 140 and 200°C,
- adding the structuring agent, mixing and heating to a temperature between 140 and 200°C,
- adding the first and the second polymer, mixing and heating to a temperature between 140 and 200°C,
- adding any adhesive agent, mixing and heating between 140 and 200°C.
L’invention concerne encore une émulsion comprenant une composition de liant clair tel que décrit ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, de l’eau, et un agent émulsifiant.The invention also relates to an emulsion comprising a clear binder composition as described above and in detail below, water, and an emulsifying agent.
L’invention concerne aussi un enrobé comprenant (i) une composition de liant clair ou une émulsion telles que décrites ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, (ii) des granulats et/ou des charges minérales, et éventuellement (iii) un ou plusieurs pigments.The invention also relates to a mix comprising (i) a clear binder composition or an emulsion as described above and in detail below, (ii) aggregates and/or mineral fillers, and optionally (iii) one or more pigments.
L’invention a encore pour objet l’utilisation d’une huile qui présente une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 10% et 40 %, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 35% et 65%, une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 10% et 40 %, les teneurs étant données en poids et mesurées selon la méthode ASTM D2140, ladite huile ayant une viscosité cinématique à 100 °C allant de 15 mm2/s à 40 mm2/s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 50°C à 80°C, mesuré par la méthode ASTM D611, comme agent plastifiant dans une composition de liant clair pour améliorer la résistance au vieillissement de la composition de liant clair, en particulier pour améliorer la résistance au vieillissement des propriétés à froid de la composition de liant clair.A further subject of the invention is the use of an oil which has a total content of aromatic compounds of between 10% and 40%, a total content of paraffinic compounds of between 35% and 65%, a total content of naphthenic compounds between 10% and 40%, the contents being given by weight and measured according to the ASTM D2140 method, said oil having a kinematic viscosity at 100° C. ranging from 15 mm 2 /s to 40 mm 2 /s, measured according to the method ASTM D445, and an aniline point ranging from 50°C to 80°C, measured by the ASTM D611 method, as a plasticizing agent in a clear binder composition to improve the aging resistance of the clear binder composition, in particular to improve the aging resistance of the cold properties of the clear binder composition.
L’expression « consiste essentiellement en » suivie d’une ou plusieurs caractéristiques, signifie que peuvent être inclus dans le procédé ou le matériau de l’invention, outre les composants ou étapes explicitement énumérés, des composants ou des étapes qui ne modifient pas significativement les propriétés et caractéristiques de l'invention.The expression "consists essentially of" followed by one or more characteristics, means that may be included in the process or material of the invention, in addition to the components or steps explicitly listed, components or steps which do not significantly modify the properties and characteristics of the invention.
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.The expression "between X and Y" includes the terminals, unless explicitly stated otherwise. This expression therefore means that the target interval includes the values X, Y and all values from X to Y.
Les différents modes de réalisation, variantes, les préférences et les avantages décrits pour chacun des objets de l’invention s’appliquent à tous les objets de l’invention et peuvent être pris séparément ou en combinaison.The different embodiments, variants, preferences and advantages described for each of the objects of the invention apply to all the objects of the invention and can be taken separately or in combination.
Claims (12)
(i) un agent plastifiant comprenant au moins une huile qui présente une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 10% et 40 %, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 35% et 65%, une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 10% et 40 %, les teneurs étant données en poids par rapport au poids de l’huile et mesurées selon la méthode ASTM D2140, ladite huile ayant une viscosité cinématique à 100 °C allant de 15 mm2/s à 40 mm2/s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 50°C à 80°C, mesuré par la méthode ASTM D611,
(ii) au moins un agent structurant,
(iii) au moins un premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique,
(iv) au moins un deuxième polymère du type éthylène-acétate de vinyle,
et,
(v) éventuellement un dope d’adhésivité.Clear binder composition comprising:
(i) a plasticizer comprising at least one oil which has a total content of aromatic compounds of between 10% and 40%, a total content of paraffinic compounds of between 35% and 65%, a total content of naphthenic compounds of between 10 % and 40%, the contents being given by weight relative to the weight of the oil and measured according to the ASTM D2140 method, said oil having a kinematic viscosity at 100° C. ranging from 15 mm 2 /s to 40 mm 2 /s , measured according to the ASTM D445 method, and an aniline point ranging from 50° C. to 80° C., measured by the ASTM D611 method,
(ii) at least one structuring agent,
(iii) at least one first polymer based on conjugated diene units and monovinyl aromatic hydrocarbon units,
(iv) at least one second polymer of the ethylene-vinyl acetate type,
And,
(v) optionally a tackifier.
- de 30 à 80% en poids d’agent plastifiant,
- de 30 à 60% en poids d’agent structurant,
- de 0,5 à 20 % en poids du premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique,
- de 0,5 à 20 % en poids du second polymère du type éthylène-acétate de vinyle,
- éventuellement de 0,05% à 0,5% en poids de dope.Composition according to any one of the preceding claims, which has the following contents, by weight relative to the total weight of clear binder:
- from 30 to 80% by weight of plasticizer,
- from 30 to 60% by weight of structuring agent,
- from 0.5 to 20% by weight of the first polymer based on conjugated diene units and monovinyl aromatic hydrocarbon units,
- from 0.5 to 20% by weight of the second polymer of the ethylene-vinyl acetate type,
- optionally from 0.05% to 0.5% by weight of dope.
- le mélange et le chauffage de l’agent plastifiant à une température comprise entre 140 et 200°C,
- l’ajout de l’agent structurant, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140 et 200°C,
- l’ajout du premier et du deuxième polymère, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140 et 200°C,
- l’ajout de l’éventuel dope d’adhésivité, le mélange et le chauffage entre 140 et 200°C.A process for preparing a clear binder composition according to any preceding claim, comprising the steps:
- mixing and heating the plasticizer to a temperature between 140 and 200°C,
- adding the structuring agent, mixing and heating to a temperature between 140 and 200°C,
- adding the first and the second polymer, mixing and heating to a temperature between 140 and 200°C,
- adding any adhesive agent, mixing and heating between 140 and 200°C.
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