Brevet FR2005643A1 — publié le 19691212

La présente invention concerne un procédé de préparation de matériaux de construction isolants à base de polyalédhydes à partir de déchets de caoutchouc et/ou de substances organiques susceptibles de gonflement. 5 Ainsi qu'il est connu, jusqu'à présent, on ne traite qu'à fai ble échelle, pour les réutiliser, des produits usés ou déchets en caoutchouc de genres divers ou en diverses matières organiques susceptibles de gonflement. C'est ainsi par exemple qu'on empile en tas les bandages pneumatiques usés, une fraction négligeable des déchets de caoutchouc étant régénérée tandis qu'une autre fraction 10 faible est brûlée. Par ailleurs, il est dans l'ensemble connu d'utiliser des déchets de caoutchouc déchiquetés par broyage ou autrement comme charges dans la fabrication de matériaux servant à des usages divers. Toutefois, on souffre d'une grave pénurie de matières premières 15 pour la fabrication de matériaux de construction à la fois élastiques et isolants pour les industries du bâtiment et connexes. Pour pallier cette pénurie, ainsi que d'autres inconvénients de la technique antérieure ci-dessus indiquée, l'invention a pour objet un procédé de préparation de matériaux de construction iso-20 lants à base de polyaldéhydes à partir de déchets de caoutchouc et/ ou de matières organiques pouvant gonfler, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à faire gonfler les déchets de caoutchouc et/ou de matières pouvant gonfler, avant, après ou pendant leur dé-chiquetage, en leur ajoutant une solution a'un aldéhyde gazeux ou 25 liquide, tel notamment que formaldéhyae ou furylaldéhyde, isolément ou en combinaison, puis, après audition de durcisseurs à base a'a-mines, d'amides, d'esters ou d'anhydrides, à mouler le mélange à une température ne dépassant pas 200°C. Par l'expression générique "matières organiques pouvant gon- 30 fier", on désigne certains déchets de liège, lint de coton, farine de bois, bouchons, farine d'os, poudre de cuir ou de matières thermoplastiques. On peut ainsi obtenir une masse résistante compacte et élastique propre à former des éléments de construction isolants pour l'in-35 dustrie du bâtiment. Une composition aldéhydique acquiert en gonflant la structure d'un caoutchouc et/ou d'une matière organique pouvant gonfler et 1' action ultérieure d'un durcisseur ou d'une application de chaleur et de pression la transforme par polymérisation réticulée en une masse solide compacte. 40 Par ailleurs, des liants résineux agissant superficiellement sur des déchets de caoutchouc et/ou ce matières organiques pouvant gonfler et ne pénètrent pas dans la structure de charge, et ne subissent pas en son sein de polymérisation réticulée. C'est là un principe bien conBAD ORIGINAL 69 10381 2 2005643 nu qui a déjà reçu de nombreuses applications. Suivant un autre aspect de l'invention, on ajoute à la matière ayant gonflé un durcisseur, ainsi y.u'une seconde dose d'aldéhyde, atteignant le double de celle utilisée pour faire gonfler la matiè-5 re à traiter. Suivant un autre aspect encore de l'invention, on peut ajouter à la matière gonflée, outre le durcisseur, soit un monomère comportant des radicaux actifs, par exemple hydroxylés tels qu'alcool furfurylique, et aminés tels qu'aniline, soit un prépolymère à base 10 d'un tel monomère. Suivant un aspect additionnel de l'invention, avant d'ajouter le durcisseur, on ajoute à la substance ayant gonflé un mélange de matières inertes d'origine minérale, telles notamment que sable de quartz, graphite, ou poudre, par exemple de coke, de verre» de bri-15 ques ou de fraisil. En traitant suivant l'invention des déchets de caoutchouc et/ou de matières organiques pouvant gonfler, on peut obtenir une masse résistante élastique contenant, en poids, 10 à 90 ?» de caoutchouc et/ou de déchets organiq.ues ayant gonflé, 10 à 80 ^ de résine soli-20 difiée et 0 à 70 de constituants inertes. le procédé suivant l'invention permet de traiter des déchets de caoutchouc contenant des éléments d'armature en textile, métal, ou matière plastique, isolément ou en combinaison, ou des demi-produits en caoutchouc de types particuliers, ainsi que des déchets organi-25 ques pouvant gonfler, tels notamment que liège broyé, sciure de bois, déchets de bois subsistant après hydrolyse complète ou partielle de bois, lint de coton, bouchons, cuirs déchiquetés, isolément ou en combinaison. Pour faciliter la compréhension et la mise en oeuvre de l'inven-30 tion, on va maintenant en donner une description détaillée. Pendant traitement, on mélange les déchets, avant, pendant ou après déchiquetage ou broyage, avec un produit chimique contenant comme constituant actif un aldéhyde, tel notamment que furylaldéhy-de ou f ormaldéhyde, isolément ou en combinaison, de manière à ce q.ue 35 les déchets gonflent en se ramollissant. On peut encore utiliser le procédé de gonflement décrit pour traiter des matières utilisées dans les industries du caoutchouc ou autres. Après gonflement, on mélange les déchets avec un durcisseur convenable, tel qu'aminé, amide d'acide fort, acide fort, notamment suL-40 fonique, isolément ou en mélange avec un aldéhyde. On porte alors le BA& QpiaiNAL 69 10381 2005643 mélange, sous pression suratmosphérique, à 200°C. Au lieu d'aldéhyde, on peut ajouter un monomère présentant des radicaux actifs, notamment des types hydroxyle et aminé, ou un prépolymère de composition analogue, ce monomère ou prépolymère étant capable d'entrer en 5 réaction avec l'aldéhyde utilisé pour faire gonfler les déchets. La masse obtenue par le procédé décrit ci-dessus est élastique et résistante et est formée de déchets de caoutchouc et/ou de matière organique pouvant gonfler, ainsi que d'une résine formant des liaisons transversales au sein des particules de déchets de caout-10 chouc et/ou de matière organique. On peut modifier les propriétés physiques ou mécaniques de cette masse en lux ajoutant certains constituants inertes convenables. Parmi ces derniers, on peut citer le sable de quartz, le graphite, le coke pulvérisé, le verre, les briques et le fraisil. L'addition de ces constituants inertes à la 15 masse gonflée a lieu avant ou pendant incorporation du durcisseur. La masse élastique et plastique obtenue par le procédé de traitement suivant l'invention de déchets de caoutchouc et/ou de matières organiques pouvant gonfler trouve une large gamme d'applications, du fait qu'on peut modifier considérablement son élasticité et son 20 aptitude à la déformation en faisant varier la nature des déchets de caoutchouc ou de matières organiques, des constituants inertes ou de la résine utilisés. Selon ce principe, on peut choisir le module de Young dans une gamme allant de 0,5 x 10"^ à 1,5 x 10**. Outre le module d'élasticité^ 25 on peut influencer considérablement les caractéristiques de mécaniques. On peut obtenir des pourcentages d'allongement avant rupture compris entre 5 c/° et 100 % ou plus. Les déformations sont entièrement élastiques, la déformation permanente apparaissant en service après contrainte mécanique étant négligeable. 30 Les résistances à la compression varient dans de larges gammes selon la composition des matières de départ utilisées, allant de 15 kg/cm , pour des matériaux d'isolation et de garnissage, à 200-300 kg/cm ou même plus pour des matériaux de construction. Le rapport entre la résistance à la traction et la résistance à la com-35 pression va de 1/1,8 à 1/4. La résistance à l'abrasion de ces matériaux est excellente et comparable à celle du granité ou du béton. Une autre propriété avantageuse est leur résistance considérable aux agents chimiques, dérivant de celle de la résine utilisée» Etant donné ces caractéristiques remarquables, la masse prépa-40 rée suivant l'invention peut servir à de nombreux usages, notamBAD ORIGINAL 69 10381 4 2005643 ment dans l'industrie du bâtiment, d'une part comme matériau de construction et d'autre part comme isolant. Cette masse est apte à former des couches amortisseuses pour le revêtement superficiel de diverses voies ou lieux très fréquentés, 5 par exemple routes ou réseaux de communication intérieure d'usines, la réalisation de planchers insonorisés, ne captant pas les poussières et résistant aux agents chimiques, pour diverses installations industrielles, le revêtement de sol de stades sportifs, de bassins nautiques en plein air ou couverts, de chaussées et de trot-10 toirs ou de ponts, notamment en acier. La masse peut encore servir à la fabrication de divers coussinets ou éléments d'amortissement, tels par exemple que "Silentblock" pour l'absorption des chocs, rebonds et vibrations, ainsi que d'autres structures amortisseuses, par exemple parapets de chaussées, rigoles d'écoulement des eaux, 15 berges de cours d'eau et analogues, à l'insonorisation et à l'ignifugation simultanée de diverses cloisons, plafonds et panneaux, à la fabrication de joints élastiques pour divers organes de construction et analogues. Les exemples ci-dessous illustrent l'invention, mais sont dé-20 pourvus de tout caractère limitatif. EXEMPLE 1 Dans une enceinte contenant du furylaldéhyde, on immerge des pneus entiers grossièrement découpés, c'est-à-dire des morceaux de caoutchouc garnis de corde. Après 144 heures de séjour à températu-25 re ambiante, on retire les morceaux de caoutchouc de 1'enceinte et on les déchiquète finement, c'est-à-dire en particules d'une dimension maximale de 10 mm. On mélange la caoutchouc déchiqueté avec du nitrate d'urée à raison, ,en poids, de 100 parties de caoutchouc pour 6 parties de nitrate. On fait traverser au mélange un ensemble 30 de cylindres de calandrage portés à 120°C, qui lui impriment une compression de 32 kg/cm . Avant qu'il se solidifie, oa étal© le mélange en nappe continue pour le revêtement d'un pont. EXEMPLE 2 On agite pendant 48 heures, dans une enceinte vibrante, du caout-chouc broyé additionné d'une solution aqueuse à 40 fo de formaldéhy-de. On déverse l'excès de solution et l5on retire le caoutchouc de l'enceinte. On mélange le ca^-outchouc ainsi traité à du p-toluène sulfonamide, dans un rapport en poids égal à 1. Après brassage inti- p me, on refoule le mélange sous pression de 20 kg/cm , à 80®C, dans 40 des moules de formage de panneaux isolants. BAD ORIGINAL 69 10381 5 2005643 EXEMPLE 5 A 100 parties en poids de caoutchouc broyé selon l'exemple 2, on ajoute 20 parties en poids de furaldéhyde. On mélange 100 parties en poids de sable de quartz (d'une grosseur maximale de 3 mm) avec 5 50 parties en poids d'aniline. On mal axe ensemble les deux mélanges et on ajoute 10 parties en poids d'acide ji-naphtalène sulfonique. On refoule le produit sous pression suratmosphérique dans des moules préchauffés de formage d'éléments de sécurité pour la circulation, tels que parapet, rigoles d'écoulement et analogues, le durcisse-10 ment a lieu à 170°C, sous pression atmosphérique. EXEMPLE 4 On incorpore le mélange de 100 parties en poids de caoutchouc broxyé préparé selon l'exemple 1 à un mélange de 30 parties en poids de liège débité en copeaux fins et de 5 parties en poids d'alcool 15 furylique. Au mélange résultant, on ajoute 2 parties en poids de nitrate d'urée, puis on refoule le produit à température ambiante, p c'est-à-dire de 20 à 30°C, sous pression de 25 kg/cm , dans des moules de formage de plancher de bassin nautique. TiiypPT.-E R 20 On pétrit des déchets de caoutchouc selon l'exemple 1, à raison de 100 parties en poids, avec un mélange de 200 parties en poids de résidus ligneux subsistant après préparation hydrolytique de furylaldéhyde et de 50 parties en poids de furylaldéhyde. On refou- Q le le produit sous pression de 6 kg/cm à 60°C pour former de grands 25 panneaux ignifuges. EX^MPIg^ On mélange 100 parties, en poids de caoutchouc élastique selon l'exemple 2 avec 30 parties en poids de poudre de graphite par 50 parties en poids de novolaque et 5 parties en poids d'hexaméthylène 30 tétramine. On fait durcir une couche solidifiée du mélange résul-tant, sous pression de 150 kg/cm et à 150°C, sous forme de panneaux destinés à la fabrication de revêtements de plancher amortisseurs. -RXBMPT.T! 7 On mélange 100 parties en poids de déchets de caoutchouc selon 35 l'exemple 1 avec 30 parties en poids de déchets de bouchons saturés de furylaldéhyde. Après avoir agité constamment, on ajoute d'abord 10 parties en poids de nitrate d'urée, puis 30 parties en poids de résine de furol. On étale immédiatement le mélange en couche pour qu'il forme en se solidifiant un élément d'isolation thermique. On 40 le laisse durcir à température ambiante et sous pression atmosphé- 10381 6 2005643 rique. EXEMPIiB 8 On mélange du lint de coton, bien arrosé d'une solution aqueuse à 40 fo de formaldéhyde, avec du fraisil, dans un rapport en poids de 1/2. On élimine l'excès de solution de formaldéhyde par filtra-tion sous pression et l'on pétrit le résidu avec 10 ^ en poids d' aaide p-toluène sulfonique et 30 parties en poids d'alcool furylique. On calandre le mélange final entre des cylindres tournant à vitesse faible, sous pression de 150 kg/cm et à 80°C, pour former des panneaux de revêtement intérieurs minces. 69 10381 7 2005643 KEVMDICAIIQNS t)Procédé de préparation de masses polyaldéhydiques, pour construction et isolation, à partir de déchets de caoutchouc et/ou de matières organiques pouvant gonfler, telles par exemple que liège, lint de coton, farine de bois, déchets de bouchons, poudre de cuir, 5 farine d'os ou matières thermoplastiques, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à faire gonfler les déchets de caoutchouc et/ou de matières organiques pouvant gonfler, avant, pendant ou a-prèe déchiquetage, par addition d'une solution d'aldéhyde gazeux ou liquide, puis, après incorporation de durcisseurs convenables, à 10 mouler le mélange résultant à une température ne dépassant pas 200°Ce 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aldéhyde est de préférence du formaldéhyde ou du furaldéhyde, isolément ou en combinaison, et en ce que le durcisseur est choisi parmi les aminés, amides, esters ou anhydrides de durcissement. 15 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on a-joute à la matière ayant gonflé l'agent de durcissement, puis une autre dose d'aldéhyde atteignant le double de la dose utilisée pour faire gonfler la matière. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on a-20 joute à la matière ayant gonflé en même temps que l'agent de durcissement un monomère présentant des radicaux actifs ou éventuellement un prépolymère préparé à partir d'un tel monomère. 5) Procédé selon la revendication 4» caractérisé en ce qu'on u-tilise un monomère hydroxylé, tel par exemple qu'aniline. 25 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden tes, caractérisé en ce qu'on mélange à la matière ayant gonflé, avant addition du durcisseur, un mélange de matières inertes d'origine minérale finement divisées, notamment sable de quartz, graphite, coke, verre, briques ou fraisil. 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