Brevet FR2122326A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne les émulsions de bitume, du type huile-eau, pour le revêtement des routes, ainsi que les procédés de préparation de ces émulsions. On connaît déjà une émulsion de bitume, du type huile-eau, pour le revêtement des routes,stabilisée au moyen d'émulsifiants constitués par les savons (sels) des acides carboxyliques supérieurs. lesdits acides sont des résidus de distillation obtenus lors de la production des acides carboxyliques supérieurs à chaîne droite. On connaît également un procédé de préparation d'une émulsion de bitume du type huile-eau pour le revêtement des routes, qui consiste à mélanger le bitume porté à 900 - 150 C avec des acides carboxyliques supérieurs qui sont des résidus de distillation se formant lors de la production dés acides carboxyliques supérieurs à chaîne droite, et à émulsifier ensuite le mélange obtenu par traitement dudit mélange à l'aide d'une solution alcaline portée à 70-90 C. Un inconvénient de cette émulsion de bitume connu consiste en ce que l'on emploie pour sa préparation lesdits résidus de distillation, d ont les quantités disponibles sont limitées. Un but de la présente invention consiste à supprimer cet inconvénient. On s'est donc proposé de modifier l'émulsifiant utilisé dans l'émulsion de bitume du type huile-eau stabilisée au moyen des sels des acides carboxyliques supérieurs. Suivant l'invention on résout ce problème en utilisant une émulsion de bitume qui contient, en tant qu'émulsifiants, des sels d'acides carboxyliques supérieurs qui sont des résidus de distillation qui se forment lors de la production des acides carboxyliques à chaîne ramifiée en Ok et qui sont constitués desdits acides qui comportent deux substituants alcoyle en et plus de 20 atomes de carbone dans la chaîne hydrocarbonée principale (la production des acides carboxyliques supérieurs ramifiés envol proposée par des inventeurs soviétiques est protégée par le brevet français NO 1 577 490 ). Il est recommandé d'utiliser une émulsion de bitume composée de 43,7 à 63,7%, en poids, de bitume, de 0,9 à 1,9%, en poids de sels desdits acides carboxyliques et de 55 à 35%, en poids, d'eau. On peut obtenir l'émulsion de bitume du type huile-eau proposée par un procédé qui consiste à mélanger le bitume porté à une température de 90 à 1700C avec des acides carboxyliques supérieurs, et à émulsifier ensuite le mélange ainsi obtenu en le traitant avec une solution alcaline portée à une température de 700 à 900C. Dans ce cas, suivant l'invention proposée on utilise comme acides carboxyliques supérieurs des acides qui sont des résidus de distillation qui sont obtenus lors de la production des acides carboxyliques ramifiés en i et qui se com- posent desdits acides contenant deux subsituants alcoyle en OC et plus de 20 atomes de carbone dans la chaîne principale. Il est recommandé d'introduire les résidus de distillation dans le bitume à raison de 2 à 3% de la masse de bitume, d'utilisaer une solution alcaline à concentration de 0,4 à 1% et d'effectuer l'émulsification du mélange de bitume et de résidus de distillation à l'aide de ladite solution alcaline introduite à raison de 0,54 à 1,22 partie, en poids, pour 1 partie, en poids, de mélange. Comme il a été indiqué plus haut, on émulsifie le mélange de bitume au moyen desdits résidus de distillation par traitement avec une solution alcaline. Au cours de l'émulsification les résidus de distillation se transforment en savons émulsifiants qui stabilisent l'émulsion de bitume obtenue. L'un des facteurs assurant une utilisation efficace desdits résidus de distillation pour l'émulstfication des-bitumes est la teneur élevée de ces résidus en acides carboxyliques à longue chaîne (indice d'acide des résidus de distillation: de l'ordre de 200 mg de KOH par g) à nombre d'atomes de carbone supérieur à 20 qui abaissent de façon effic-ace la tension superficielle à l'interface entre le bitume et la solution alcaline, contribuant ainsi à l'émulsification quasi spontanée du bitume. les sels de ces acides, qui se forment par interaction entre les groupements carboxyle et les ions hydroxyle, assurent la forma tion de couches d'absorption solides et, par conséquent, une haute stabilité de l'émulsion de bitume proposée. Dans la fabrication industrielle des acides gras ramifiés en i les résidus de distillation sont des sous-produits peu onéreux, disponibles en grandes quantités. Ainsi, tout en atteignant le but essentiel, qui est d'augmenter les ressources en émulsifiants pour les bitumes destinés au revêtement des routes, on résout le problème de l'utilisation des résidus de distillations.Si l'on tient compte du fait que les perspectives de la production des acides carboxyliques supérieurs ramifiés en Gi sont très prometteuses (lesdits osides strrzent de matiére première pour la fabrication de vernis et émaux pour les carroseries automobiles)et si l'on pense que le rendement en résidus de distillation atteint Jusqu'à 20% de la masse du produit principal, l'absence de débouches pour ces résidus de distillation entraînerait la nécessité de les brûler, et il faudrait installer à cet effet un équipement supplémentaire (fours, etc.,). En brûlant ces résidus on risque de polluer l'atmosphère.La mise en oeuvre d'un procédé rationnel d'utilisation des résidus de distillation améliore la rentabilité de la fabrication des acides carboxyliques ramifiés en On met en oeuvre le procédé de l'invention en exécutant successivement les opérations suivantes: 1) on porte le bitume à émulsifier à une température de 90 à 130 C (suivant la viscosité de ce bitume); 2) dans le bitume ainsi chauffé on introduit les résidus de distillation se formant lors de la fabrication des acides carboxyliques ramifiés en vk , à raison de 2 à 3% de la masse du bitume; 3) on agite (on malaxe) le bitume avec les résidus de distillation afin de les répartir uniformément dans le bitume; 4) on prépare une solution aqueuse d'alcali (notamment de NaOH ou de KOH) à concentration de 0,4 à 1%;; 5) on porte la solution alcaline à une température de 70 à 900C; 6) on introduit simultanément le bitume et la solution alcaline dans un appareil de dispersion à raison de 1 partie en poids de bitume pour 0,54 à 0,22 parties en poids de solution suivant que l'on cherche à obtenir une émulsion à teneur plus ou moins élevée en bitume. Pour une meilleure compréhension de l'invention proposée, plusieurs exemples d'obtention de l'émulsion de bitume pour le revêtement des routes sont indiqués, à titre non limitatif, dans le tableau suivant. On prépare l'émulsion dans un broyeur pour colloïdes de laboratoire. Tableau Nos Caractéristiques des bitu- Tem- Composition de l'émulsion des mes émulsifiés pé exem- ra ples ture de péné- ducti- point tempé- Quantité Concen- Consommation tra- lité, de rature la de rési- tration par kilogramme tion à ramol- du dus de des so- d'émulsion de so d'une 25 C, lisse- bitu- distil- lutions bitume aiguil- (cm) ment me, lu- lation aqueuses le à (pro- . ( C) d'aci- de tion de bi- de so 25 C, cédé des soude lution (en an- de car- (%) tume dixiè- neau- boxy- avec aqueuse soude mes de sphè- li les rési- de mmi- re), (OC) ques dus de soude, mètre) ( C) rami- distil- (g) fiés lation en&alpha; ;, intro intro- duits, duite (g) dans lebi turne, (%p@@ rapport à la mas se de bitume 1 82 82 94 49 128 86 2 0,8 559 441 2 82 94 49 126 85 3 0,8 505 495 3 93 95 45 125 83 3 0,8 503 497 4 94 95 45 122 90 3 1 537 463 5 280 46 36 112 76 2 0,8 530 470 Les résultats des essais de l'émulsion obtenue dans l'exem- ple 1, à base de bitume pour lequel la pénétration de l'aiguille à 250C est de 82 et dont la ductilité est de 94 cm, été les suivants. On a obtenu une émulsion de bonne qualité: homogène, sans grains ni grumeaux de bitume non émulsionné, coloration brune; teneur de l'émulsion en bitume, 55,9% en poids; par sa vitesse de décomposition sur matière minérale, cette émulsion se classe parmi les émulsions à démixtion rapide; les essais d'homogénéité ont montré que le résidu sur le tamis à mailles de 0,15 mm est de 0,2%. Par observation au microscope il a été établi que la teneur de l'émulsion en particules de 1 micron de diamètre est de 73%. D'après les données de l'analyse dispersiomètrique on a calculé un diamètre moyen d des particules égal à 2,17 microns et un indice d'homogénéité u = 1,01 (diapres la formule de Figurovsky). Ces résultats prouvent que l'émulsion obtenue en utilisant, en tant qu'émulsifiant; lesdits résidus de distillation se formant lors de la fabrication des acides carboxyliques supérieurs ramifiés en tY , en association avec des solutions alcalines, présentent une haute dispersité, une homogénéité et stabilité élevées et répond entièrement aux conditions auxquelles doivent satisfaire les émulsions du type huile-eau à démixtion rapide pour le revêtement des routes. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituantsdes équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Emulsion de bitume, du type huile-eau, pour le revêtement des routes, stabilisée au moyen de sels d'acides carboxyliques supérieurs, caractérisée en ce qu'elle contient des sels d'acides carboxyliques supérieurs qui sont des résidus de distillation résultant de la fabrication des acides carboxyliques ramifiés en 5t composant desdits acides contenant deux substituants alcoyle en position OC et plus de 20 atomes de carbone dans la chaîne hydrocarbonée principale. 2. Emulsion de bitume du type huile-eau suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle se compose de 43,7 à 67,7, en poids, de bitume, 0,9 à 1,9%, en poids, de sels desdits acides et de 55 à 35%, en poids, d'eau. 3. Procédé de préparation d'une émulsion de bitume du type huile-eau suivant la revendication 1, du type consistant à mélanger le bitume porté à 90 - 1300e avec des acides carboxyliques supérieurs, à émulsifier ensuite ce mélange par traitement avec une solution alcaline portée à 70 - 900e, caractérisé en ce que l'on utilise, comme acides carboxyliques supérieurs, des acides qui sont des résidus de distillation se formant lors de la fabrication des acides carboxyliques ramifiés en ct et composés desdits acides contenant deux substituants alcoyle en cA et plus de 20 atomes de carbone dans la chaîne hydrocarbonnée principale. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que dans le bitume on introduit lesdits résidus de distillation à raison de 2 à 3% de la masse de bitume, en ce que la concentration de la solution alcaline est de 0,4 à 1% et en ce que pour l'émulsification du mélange de bitume et de résidus de distillation on introduit ladite solution alcaline à raison de 0,54 à 1,22 partie, en poids, pour 1 partie, en poids, dudit mélange.