PROCÉDÉ DE PRÉPARATION DE COMPOSITION DE BITUME POLYMÈRE RÉTICULÉ À FAIBLE ÉMISSION D'H2S ET APPLICATION DE CES COMPOSITIONS À LA RÉALISATION DE REVÊTEMENTS
申请人:Valochem SARL
公开号:EP3556827A1
公开(公告)日:2019-10-23
Dans le cadre de la réalisation de compositions bitumineuses, le demandeur à découvert de façon surprenante que l'utilisation de donneur de soufre liquide avait pour avantage, contrairement au soufre solide, même finement divisé, une diffusion homogène de ce dernier dans la matrice bitume/polymère améliorant ainsi les propriétés finales du PmB.
Il a également été découvert que l'utilisation d'alkyl polysulfure, en lieu et place de soufre solide, conduisait à une réduction significative des émissions d'H2S lors de la fabrication et/ou utilisation de PmB.
Il a été également découvert que l'utilisation combinée d'un donneur de soufre liquide et d'un scavenger d'H2S liquide permettait une réduction encore plus importante des émissions d'H2S lors de la fabrication et/ou utilisation de PmB.
Enfin, il a été également découvert que l'utilisation de tels additifs sous forme liquide était un vrai avantage industriel de part la sécurité que cela apporte comparativement à l'utilisation de soufre pulvérulent.
Il est ici rappelé que le terme anglo-saxon « scavenger d'H2S » désigne un agent apte à neutraliser et/ou piéger le sulfure d'hydrogène.
Selon l'invention, l'objectif de l'invention est atteint via l'utilisation d'un additif seul choisi parmi les polysulfures d'alkyle, aliphatique, alicyclique ou aromatique.
Le polysulfure d'alkyle est avantageusement choisi, mais de façon non restrictive, parmi le disulfure de dihexyle, disulfure de dioctyle, disulfure de didodécyle, disulfure de ditertiododécyle, disulfure de dihexidécyle, trisulfure de dihexyle, trisulfure de dioctyle, trisulfure de dinonyle, trisulfure de ditertiododécyle, trisulfure de dihexadécyle, tétrasulfure de dihexyle, tétrasulfure de dioctyle, tétrasulfure de dinonyle, tétrasulfure de ditertiododécyle, trétrasulfure de dihexadécylc, pentasulfure de dihexyle, pentasulfure de dioctyle, pentasulfure de dinonyle, pentasulfure de ditertiododécyle, pentasulfure de dihexadécyle. D'autres polysulfures, qui peuvent être utilisés suivant l'invention, sont tels que le trisulfure de diphényle, trisulfure de dibenzyle, tétrasulfure de diphényle, tétrasulfure d'orthotolyle, tétrasulfure de dibenzyle, pentasulfure de dibenzyle, pentasulfure de diallyle, tétraméthyltétrathiane.
Selon un mode particulier de l'invention le donneur de soufre de type alkyle polysulfure est un produit liquide.
Selon l'invention, le but de l'invention peut également être atteint par l'utilisation combinée d'un polysulfure d'alkyle et d'un scavenger d'H2S sélectionné parmi les sels métalliques organiques ou inorganiques.
Le scavenger d' H2S est, avantageusement, choisi parmi les sels métalliques consistant aux oxydes, hydroxydes, hydrates, carbonates, hydrycarbonates, craboxylates, nitrates, phosphates et leurs mélanges.
Selon un mode particulier de l'invention le scavenger d'H2S est un produit liquide faisant partie des familles d'oxydes métalliques précédemment citées.
Selon un autre mode particulier de l'invention le métal constituant le sel métallique se trouve parmi, le zinc, cadmium, mercure, cuivre, argent, nickel, platine, fer et/ou magnésium ou encore des mélanges de différents sels.
Selon l'invention, le but de l'invention est égaiement atteint par un procédé de préparation d'une composition bitumineuse, dans lequel on met en contact du bitume, de 0,5% à 10% en masse, de préférence entre 1% et 6% en masse, plus préférentiellement entre 1,5% et 4% en masse d'un élastomère, et d'un agent de couplage donneur de soufre ajouté en quantité propre à fournir de 0,1 % à 20% en masse, avantageusement de 1% à 10% en masse, de préférence de 1% à 6% en masse, plus préférentiellement de 2% à 5% en masse de soufre libre par rapport à la masse d'élastomère réticulable au soufre dans ladite composition en opérant à des températures comprises entre 90°C et 200°C, de préférence entre 120°C et 200°C, plus préférentiellement entre 170°C et 190°C, et sous agitation pendant une durée d'au moins 10 minutes, avantageusement d'au moins 2 heures, de préférence entre 20 minutes et 6 heures, plus préférentiellement entre 30 minutes et 2 heures, ledit agent donneur de soufre étant tel que définis ci-dessus. Etant entendu que la composition bitumineuse obtenue est alors une composition bitume/polymère et que les pourcentages massiques sont calculés par rapport à la masse totale de la composition bitume/polymère.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'agent de couplage est une composition dans laquelle on retrouve un alkyl polysulfure et un scavenger d'H2S.
Selon un autre mode particulier de l'invention la composition de couplage est composé de 50% à 70% d'alkyle polysulfure et de 30% à 50% de scavenger d'H2S, de préférence entre 60% et 70% d'alkyle polysulfure et de 30% à 40% de scavenger d'H2S.
Selon une variante préférée, l'élastomère est choisi parmi les copolymères statistiques ou séquencés d'un hydrocarbure monovinyl aromatique et d'un diène conjugué.
L'élastomère comprend, avantageusement, entre 5 % et 50% en masse, de préférence entre 15% et 40% en masse d'hydrocarbure monovinyl aromatique.
L'élastomère est, de préférence, choisi parmi les copolymères statistiques ou séquencés de styrène et d'un diène conjugué.
Selon un développement particulier, la masse moléculaire moyenne en masse de l'élastomère est comprise entre 10 000 et 600 000 daltons, de préférence entre 30 000 et 400 000 daltons.
Selon l'invention, le but de l'invention est également atteint par une composition bitumineuse susceptible d'être obtenue par le procédé de préparation tel que défini ci-dessus.
L'invention concerne également un liant bitumineux comprenant une composition bitumineuse telle que définie ci-dessus.
L'invention concerne également un asphalte comprenant un liant bitumineux tel que décrit ci-dessus, et des charges minérales et/ou synthétiques.
L'invention concerne en outre un enrobé bitumineux comprenant un liant bitumineux tel que décrit ci-dessus, des granulats, et éventuellement des charges minérales et/ou synthétiques.
在
沥青化合物的制造过程中,申请人惊讶地发现,与固体
硫(即使是非常细碎的固态
硫)相比,使用液态
硫供体具有显著优势,能够实现固态
硫在
沥青/聚合物基质中均匀扩散,从而显著提升最终PmB(
硫化橡胶
沥青)的性能。
进一步研究表明,相较于固态
硫,使用烷基多
硫化物可大幅降低PmB生产和/或应用过程中H₂S气体的排放量。结合液态
硫供体和液态H₂S捕获剂的使用,可进一步显著减少生产过程和/或应用中H₂S的释放量。
此外,与粉尘状固态
硫相比,以上液态添加剂的使用带来了重要的工业安全优势。此处需指出,英美术语"scavenger d'H₂S"指代的是一种能够中和和/或捕获
硫化氢气体的试剂。
根据本发明,发明目标的达成可通过以下方式实现:单独使用从烷基、脂肪族、脂环族或芳香族多
硫化物中选择的添加剂。其中,烷基多
硫化物特别优选(但不限于以下列举品种):二己基二
硫化物、二辛基二
硫化物、
二十二烷基二
硫化物、二叔丁基
十二烷基二
硫化物、
二十六烷基二
硫化物,三己基三
硫化物、三辛基三
硫化物、三异辛基三
硫化物,四己基四
硫化物,四辛基四
硫化物,四异辛基四
硫化物,五己基五
硫化物,五辛基五
硫化物等。此外,还可使用其它类型的多
硫化物,例如二苯基三
硫化物、二苯基四
硫化物,正甲基四
硫化物等。
根据本发明的一种特殊实施方式,上述烷基多
硫化物形式为液态。根据本发明,发明目标亦可通过烷基多
硫化物与H₂S捕获剂(
金属有机或
无机盐)的组合使用实现。其中,H₂S捕获剂优选氧化物、氢氧化物、
水合物、
碳酸盐、
碳酸氢盐、
羧酸盐、
硝酸盐、
磷酸盐及其混合物等
金属盐。
根据本发明的一种具体实施方式,H₂S捕获剂为上述提及金属氧化物家族中的液态产品。根据另一具体实施方式,构成盐的
金属选自
锌、
镉、
汞、
铜、
银、
镍、
铂、
铁和/或
镁,或不同盐类的混合物。
根据本发明,发明目标还可通过以下
沥青化合物制备方法的实施实现:在90°C至200°C温度范围内(优选120°C至200°C,更特别地170°C至190°C),搅拌条件下(至少10分钟,优选至少2小时,特别地20分钟至6小时,更特别地30分钟至2小时),使
沥青与
天然橡胶(质量比0.5%至10%,优选1%至6%,更特别地1.5%至4%)及
硫供体
偶联剂(提供
硫自由基,质量比0.1%至20%,优选1%至10%,更特别地1%至6%,更优2%至5%)接触。此处,
沥青/聚合物化合物中的
硫自由基含量系以可
硫化聚合物质量为基准计算得出。所得
沥青化合物的特点是优质的
沥青/聚合物结构,百分比含量系按
沥青/聚合物化合物总质量计算。
根据本发明的一种具体实施方式,
偶联剂由烷基多
硫化物和H₂S捕获剂组成。根据另一具体实施方式,
偶联剂的配比为烷基多
硫化物50%至70%,H₂S捕获剂30%至50%(特别地烷基多
硫化物60%至70%,H₂S捕获剂30%至40%)。
在最佳实践中,聚合物优选为芳香族单
乙烯基芳烃与共轭二烯的统计及嵌段共聚物,其中芳香族单
乙烯基芳烃组分占比5%至50%(特别地15%至40%)。最优选地,上述聚合物为
苯乙烯与共轭二烯的统计或嵌段共聚物。
特别地,聚合物的分子量范围为10,000至600,000道尔顿(特别地30,000至400,000道尔顿)。
根据本发明,发明目标亦可通过上述制备方法获得的
沥青化合物实现。本发明涉及一种包含前述
沥青化合物的
沥青粘合剂。同时,本发明还涉及一种包括上述
沥青粘合剂、矿物和/或合成填料的
沥青。此外,本发明还涉及一种包括上述
沥青粘合剂、集料(及可能的矿物和/或合成填料)的
沥青混合料。