Brevet FR2344606A1 — publié le 19771014

La présente invention concerne la coloration et l'adhérisation de sables, gravillons et graviers pour leur emploi ultérieur par exemple, dans la fabrication de bardeaux d'asphalte. Les sables gravillons et graviers, objets de la présente invention, sont issus de roches sédimentaires, volcaniques ou métamorphiques, de caractère acide ou neutre, et de dureté 2 à 9 dans l'echelle de Mohs. Ils peuvent être utilisés soit en leur état naturel, soit résulter d'un concassage et broyage des roches nommées. Dans des procédés connus de ce genre, la coloration des grains minéraux s'effectue par vitrification partielle ou totale de silicates de sodium ou potassium mêlés de pigments, et en présence ou non d'agent fondant. Ces procédés exigent l'application de hautes températures, conséquemment une dépense d'énergie thermique importante et l'impossibilité de l'emploi éventuel de pigments organiques. Les produits obtenus présentent souvent une forte alcalinité résiduelle due à la présence d'oxydes alcalins. Cette basicité nuit à l'aspect des produits de teinte sombre lors de leur utilisation, par l'apparition d'efflorescences blanches. Elle peut nuire au vieillissement du support, par exemple, bitume contenant un caoutchouc. Enfin cette basicité est défavorable à une bonne fixation chimique des dérivés organo-silques sur les produits obtenus. Dans des nro- cédés connus de ce genre, la fixation de composés organo-siliciques, n'est pas tuLyte d'un enrobage des grains minéraux ainsi traités, par un polymère organique réactif ou non vis-à-vis de ces composés. L'action combinée de tous ces facteurs provoque la décoloration et le décollement des grains minéraux de leurs supports organiques. Ce phénomène est accéléré et mis en évidence grâce au test consistant à plonger un bardeau d+asphalte dans l'eau bouillante. Le procédé objet de l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci en effet il est possible de cristalliser le mélange de silicate en solution et depigment à la température ambiante. La coloration à l'aide de pigments organiques est réalisable. Dès ce stade, les produits obtenus sont chimiquement neutres. Ils peuvent être utilisés sur des surfaces ou des masses minérales, telles que des crépis. La fixation chimique de composés organo-siliciques sur les produits obtenus, est completée par un enrobage à l'aide d'un Aiy- mère organique réactif ou non. les produits obtenus sont parfaitement hydrophobes et possèdent une forte affinité pour les surfaces ou interfaces organiques. Le procédé objet de l'invention met en jeu une réaction chimique de neutralisation, amenant la précipitation d'un gel de silice. La formation de ce gel s'effectue à partir d'un silicate alcalin, mtlé à un pigment. Le silicate est de préférence celui de potassium, de composition et de concentration connues. La réaction chimique est effective entre -IOOC et +I200C, réalisée de préférence à température ambiante. Elle doit fournir des produits solides de pli neutre, et s'écrit globalement avec un acide: L'acide utilise, minéral ou organique, possède un pEA inférieur à 9,7. I1 est souhaitable de pouvoir éliminer aisément tout excès éventuel d'acide.On utilise donc de préférence l'acide chlorhydrique qui donne du chlorure de potassium selon la réaction stoechiométrique ci-dessous: La quantité de silicate à mettre en oeuvre est fonction de la taille et de la porosité des grains de roche à traiter, et fixe à son tour le dosage de l'acide chlorhydrique de concentration connue. Si l'on redoute des phénomènes de corrosion acide, la formation du gel de silice sera menée à l'aide de sels minéraux ou organiques d'oxacides ou d'hydracides mono ou polyfonctionnels. Dans le procédé, objet de l'invention, on utilise le chlorure d'ammoniua, dont le cation est volatil, et ne fournit pas de sels basiques stables avec la silice. la réaction s'écrit globalement en milieu ionisé: Après la réaction (I) ou (2), le gel pigmenté est fixé dans la poro sité de la roche, entre 200C et 200 C, de préférence à I200C. Dans le procédé, objet de l'invention, on procède ensuite à la final tion chimique d'un dérivé organo-silicique, sur la surface des grains minéraux. Ce dérivé, préalablement hydrolysé en milieu légè rement acide, est apte à réagir avec les sites Si-OH créés précédemment. La fonction organique de ce dérivé organo-silicique est déterminée par la nature de l'enrobage organique final.Par exemple, on choisit un amino-tri(alcoxy)silane si l'enrobage est formé d'une résine époxy, ou bien un mercapto-tri(alcoxy)silane avec un enrobage de polymère rétifiable au soufre, ou enfin un vinyl-tri(alcoxy)- silane ou un méthacryl-tri(alcoxy)vilane avec un enrobage vinylique ou acrylique rétifiable ou non, ou avec tous polymères rétifiables aux péroxydes. Dans le procédé objet de l'invention, l'enrobage à l'aide d'émulsions, suspensions, dissolutions de polymères peut être réalisée sans l'intermédiaire de composés organo-siliciques. Le procédé, objet de l'invention, permet de colorer des sa bles, gravillons, graviers d'origines minérales différentes. Ces produits dès la première phase du traitement chimique objet de l'invention, peuvent être incorporés à des masses, ou appliqués sur des surfaces minérales. Ils trouvent des débouchés dans le bâtiment, en particulier dans la fabrication d'enduits muraux décoratifs, ou bien dans celle de crépis. La seconde phase du traitement, permet d'obtenir des produits possédant une grande affiné pour des mas ses ou surfaces organiques. Ils permettent la fabrication de bar deaux d'asphalte étanches soumis aux agents atmosphériques. On peut également fabriquer des plaques ou panneaux å base de matériaux thermoplastiques ou thermodurcissables décoratifs. Les produits pré parés selon le procédé objet de l'invention, sont également aptes après la seconde phase du traitement, à être collés sur des surfa ces d'origine végétale telles que le bois ou le carton, dans un but esthétique, hydrofugeant, ou ignifugeant. , REVENDICATIONS I. Procédéchimique permettant la coloration et l'adhérisation de sables, gravillons, graviers de formesZparticule6 quelconques caractérisé par le fait que la coloration est obtenue par solidification dans la porosité superficielle des grains minéraux, d'un mélange de pigment et de silicate alcalin, sans apport thermique important, et que l'adhérisation est réalisée par la fixation chimique de dérivés organo-siliciques suivie de l'enrobage à l'aide de polymères organiques. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que la coloration est réalisée à l'aide de pigments d'origine tant or ganique que minérale 3. Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que la solidifica tion du mélange de silicate alcalin et de pigment est menée entre -IOOC et +I200C 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la solidifi cation du mélange de silicate alcalin et de pigment est provoquée par l'action d'un acide ou d'un sel 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les produits solides résultant de l'action de cet acide ou de ce sel, ne présentent pas de caractère chimiquement ba sique 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la surface non basique des produits précédemment obtenus, favo rise la fixation chimique ultérieure de composés organo-siliciques 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les composés organo-siliciques sont spécifiquement réactifs vis à-vis des polymères d'enrobage final.