Brevet FR2390280A1 — publié le 19781208

La présente invention se rapporte à un système de revêtement stratifié, utilisable de préférence pour ltisolation de canalisations souterraines et d'objets métalliques et en béton. Le système de revêtement selon ltinvention comprend un substrat constitué par une feuille de chlorure de polyvinyle, contenant éventuellement du bitume, et recevant sur sa surface supérieure une couche isolante et une couche auto-adhésive. Le système de revêtement stratifié convient pour donner aux objets précités une bonne étanchéité à l'eau et une bonne résistance à la corrosion. Certaines des feuilles utilisées dans un but d'isolation sont revêtues par des couches contenant des agents de ramollissement liquides, comme par exemple des phtalates.de dialkyle, et notamment du phtalate de dioctyle. Dans ce cas, il se produit une migration de l'agent de ramollissement dans la feuille, ce qui peut rendre les feuilles collantes en cours de stockage. Il existe également d'autres systèmes de revêtements stratifiés dans lesquels la feuille est revêtue d'une couche contenant du bitume, un agent de ramollissement liquide, du chlorure de polyvinyle, une charge et des composants auxiliaires (comme par exemple les produits connus sous les désigna- tions commerciale de "Protecto Wrap" et "Maflo Drap11, et fabriqués par A. Long Products Ltd., Angleterre). Les feuilles sont séparées l'une de l'autre par du papier contenant du silicone. Ce papier au silicone empêche les feuilles de coller ensemble, mais il rend leur usage assez compliqué et il en résulte par conséquent un produit plus coûteux. On sait que la migration de l'agent de ramollissement modifie les pro piétés initiales de la feuille IDr. L. - Kovàcs, Müanyag Zsebkönyv, Müszaki Konyvkiado, Budapest, (1964), 230 ] . Pour l'isolation de canalisations ou pipe-lines, il existe des produits d'isolation qui ne contiennent pasd'agentde ramollissement liquide et qui sont par conséquent faciles à stocker. Cependant, certains d'entre eux présentent une adhérence insatisfaisante. En conséquence, les parties en recouvrement peuvent ne pas établir une étanchéité parfaite et il en résulte que le milieu corrosif pénètre entre-la feuille isolante et l'objet à protéger (Bulletin Plicoflex, Plicoflex Inc. Houston Texas 7705, "materiez protection and Performance", 9, 7, 1970, p. 26/28; 5, 9 1966, p. 41/46). Par exemple, les produits "Plicoflex" et "Polyken" appartiennent à ce groupe. La présente invention se rapporte à un système de revêtement stratifié comprenant une feuille de chlorure de polyvinyle et une composition contenant du bitume, une résine pyrolytiquu du caoutchouc synthétique, un bactéricide, un agent augmentant la capacité d'adhérence et servant d'agent de ramollissement mais non-sujet à une migration. Le système de revêtement stratifié est de préférence utilisé pour l'isolation de canalisations ou pipe-lines. Le système de revêtement stratifié comprend: a) une feuille de chlorure de polyvinyle, contenant éventuellement, de 6 à 14X en poids d'asphalte, ayant une épaisseur de 0,2 à 0,5 mm, et servant de feuille de support ou de substrat; b7 une couche de base, contenant de 5 à 20% en poids de caoutchouc synthétique, de 10 à 25X en poids d'un polymère servant d'agent de ramollissement et augmentant la capacité d'adhérence, de préférence un terpolymére d'iso butylène-butadiène-cis/trans-butène, ayant un poids moléculaire de 500 à 1200, de 0,1 à 1X en poids d'un composé bactéricide, de 55 à 85% en poids de bitume, ou bien un mélange de bitume et de résine pyrolytique dans le rapport 4/1, l'épaisseur totale de cette couche étant de 0,05 à 0,1 mn; et c) une couche assurant I'auto-adhérence, et contenant de 70 à 100% en poids de caoutchouc synthétique, de O à 16% en poids de bitume, et de O à 14% en poids de talc, son épaisseur totale étant comprise entre 0,05 et 0,2 mm. L'ingrédient constitué par le caoutchouc synthétique améliore la flexibilité ainsi que les caractéristiques, mesurées à haute et basse température, du sys tempe de revêtement, ce qui permet d'améliorer l'étanchéité à chaud, la plasticité, la résistance à la traction et l'auto-adhérence. Comme caoutchouc synthétique, on peut utiliser de préférence du polyisobutylène. On peut aussi employer des polymères contenant du chlore, comme le chloroprène, ainsi que d'autres composés ayant des caractéristiques physiques et chimiques semblables, par exemple un copolymère d'isobutylène, qui a les caractéristiques suivantes: Z densité 0,92 g/cm3 dureté Shore (Shore A) 30 résistance à froid -50 C résistance spécifique 1015 Ohm.cm rigidité diélectrique 23 kV/mm. Les résines agissant comme agents de ramollissement et améliorant la capacité d'adhérence comprennent les copolymères se composant d'isobutylène, de butadiène, de cis- et trans-butene, et par conséquent les terpolymères d'iso butylène-butadiène-cis/trans-buténe. Aucun de ces composés n'est sujet à une migration. Le poids moléculaire des composés précités est compris entre 500 et 1200 et l'indice d'iode-brome est compris entre 80 et 120 g I2/100g. Comme exemple typique de ces polymères, on peut citer un terpolymere contenant 45% d'isobutylène, 33% de butadiène, 12% de cis-butène, 10% de transbutène, possédant un poids moléculaire de 760 et un indice d'iode-brome de 106g 12/100g. Le système de revêtement selon l'invention peut contenir également certains plastifiants non-sujets à migration. Comme exemples typiques de ces agents, on peut citer des polymères linéaires, ayant un poids moléculaire de 800 à 100, notamment le polyisobutylène et le polybutène.Il est préférable d'utiliser dans la présente invention du polybutène, qui a les caractéristiques suivantes: poids moléculaire 1290 densité 0,898 indice d'aciae 0,01 mg KOH/g concentration totale en sulfate 5 ppm L'expression "polymères améliorant la capacité d'adhérence se rapporte également à des résines naturelles. Ainsi, par exemple, le système de revê- tement peut contenir une résine de pin en quantité au plus égale à 15% en poids.A condition que le systéme de revêtement contienne moins de 15t en poids de caoutchouc synthétique, la quantité d'agent de ramollissement est de préférence comprise entre 8 et 15% en poids, et celle de résine de pin est comprise entre 5 et 10% en poids. Le système de revêtement peut contenir également d'autres ingrédients, comme des bactéricides et des fongicides - par exemple, du pentachlorophénol, du laurate de pentachloropbényle - des matières de charge - par exemple, de la poudre de chlorure de polyvinyle, du talc, de la chaux finement divisée en quantité n'ayant pas un effet défavorable sur les propriétés du système de revêtement. La concentration préférée est au maximum de 20%. Pour la préparation des couches du système de revêtement, on peut utiliser également des hydrocarbures aromatiques et aliphatiques comme solvants. Les solvants les plus intéressants sont le benzène, le toluène, le pétrole léger, ou bien des mélanges des substances précitées. On peut préparer la résine pyrolytique à partir de sous-produits bouillant à plus de 1800C et qui sont obtenus par craquage des fractions contenant en majeure partie des hydrocarbures aromatiques, par distillation ou par oxydation. Le poids moléculaire moyen de ces résines est compris entre 430et450. Leur analyse élémentaire est la suivante: C 91 à 93% en poids H 8 à 62X en poids S et O 0% en poids Leurs caractéristiques sont les suivantes:: point de ramollissement 80 a 900C 20 densité d 4= 1,779 viscosité a 940C 1,7 a 0,5 x 106 cP pénétration à 250C (mesurée conformément à la 1 à 10 Norme Hongroise MSz 13162-60) concentration en asphaltent (mesurée canfornennt à la 30 à 35% en poids. Nonne Hongroise MSz 19984-69) Le système de revêtement stratifié selon l'invention peut contenir tout type de bitume ou de mélange de bitume et de résine pyrolytique. Le point de ramollissement du bitume et/ou du mélange de bitume et de résine pyrolytique est de 70 à 1200C et le coefficient de pénétration est de 10 à 40. Par exemple, on peut utiliser des bitumes correspondant aux désignations 85/25 et 95/25, le numérateur définissant le point de ramollissement et le dénominateur définissant le coefficient de pénétration. Le terme "bitume" utilisé dans la présente description désigne un produit chimique, obtenu a partir d'une huile minérale ou d'asphalte. Les caractéristiques physiques principales du système de revêtement stratifié selon l'invention ont été énumérées dans le Tableau I, ci-après. Lors de la préparation du système de revêtement stratifié, on recouvre la feuille de deux couches de compositions différentes. La couche de base, appliquée directement sur la surface supérieure de la feuille, a une capacité d'adhérence élevée pour empêcher les couches de la feuille de coller ensemble; pour établir l'auto-adhérence, on utilise également une seconde couche contenant une solution de caoutchouc synthétique dans du pétrole, un mélange de caoutchouc synthétique/bitume, ou bien un mélange de caoutchouc synthétique/bitume/talc. Comme caoutchouc synthétique, on utilise se de préfé- rence du polyisobutylène. On peut supprimer la couche de base de la combinaison lorsque cela est souhaitable. - TABLEAU I Caractéristiques physiques principales d une feuille de chLorure de polyvinyle contenant du bitume Allongement longitudinal jusqu'à rupture (s) .... 250 Résistance à la traction (kg/cm2) ....... 234 Charge de rupture (kg/cm2) ....... 69 Rigidité diélectrique (kv) .... 24 * Résistance spécifique (Ohm. cm) ....... 1,1x1014 Absorption d'eau à froid {Z en poids) (24 heures, 230C) .. ..... 0,12 . Perméabilité à la vapeur (g/m2 > c 24 h) (230C, humidité relative 100%) 2,3 Le revêtement de la feuille par la couche de base est effectué à une basse température, de l'ordre de 30 à 50 C, en utilisant une solution des ingrédients ou bien a une température plus élevée, comprise entre 110 et 140 C, sans solvant. La seconde couche est déposée sous la forme d'une solution. Lorsque la couche de base est déposée sur la feuille sous la forme d'une solution, cette solution a la composition suivante: - 1,5 à 15 parties en poids de caoutchouc synthétique, - 5 à 15 parties en poids de résine servant d'agent de ramollissement et augmentant la capacité d'adhérence, - 0,1 a I partie en poids d'un bactéricide, - 30 à.62,5 parties en poids de bitume et de résine pyrolytique, et - 30 à 40 parties en poids de solvant. Lorsque ltoperation de revêtement est réalisée sans utiliser un solvant, on emploie la composition suivante: - 2 à 10 parties en poids de caoutchouc synthétique, - 20 à 30 parties en poids de résine servant d'agent de ramollissement et améliorant la capacité d'adhérence, - 0,1 à 1 partie en poids de bactéricide, et - 59,9 à 77 parties en poids de bitume ou d'un mélange de bitume et de résine pyrolytique. La solution permettant de réaliser la seconde couche contient: - 25 a 35 parties en poids de caoutchouc synthétique, - O à 15 parties en poids de talc, - 0 a 10 parties en poids de bitume, et - 50 a 65 parties en poids de solvant. Conformément au processus de revêtement, on dissout les ingrédients dans du pétrole contenant des hydrocarbures aromatiques, comme du benzène, du toluène, bouillant à une température de 50 à 130 C, et on prépare ainsi une solution contenant 20 à 40% de solvant. On introduit la feuille par un orifice réglable établi entre un rouleau et une "lame d'étalement". On fait arriver de façon continue la composition sur la feuille, en amont de la "lame d'éta liement". En adoptant le processus précité, on forme une couche uniforme de 0,05 à 0,3 mm sur la surface supérieure de la feuille. On fait ensuite passer le produit dans un tunnel de séchage à une température appropriée pour éliminer le solvant. La température du produit est de 30 à 500C dans le tunnel. Lorsqu'on n'utilise pas de solvant, on dépose la couche de base sur la feuille à une température de 110 à 1400C dans l'appareil décrit ci-dessus. Cependant, dans ce cas, la lame doit être chauffée à une température de 100 à 150 C, alors que le chauffage du tunnel de séchage n'est pas nécessaire. La seconde couche, qui établit l'auto-adhérence, est déposée sur la couche de base d'une manière analogue. Le système de revêtement stratifié selon l'invention présente une élasticité permanente et un allongement longitudinal à la rupture de valeur élevée, il contient un agent de ramollissement non-sujet à migration, et qui améliore également la capacité d'adhérence, il évite d'employer des matières de protection contre le collage des feuilles, et il fait en sorte que les parties en recouvrement soient étanches pendant la mise en place. On a donné dans la suite des Exemples de compositions des couches du système de revêtement stratifié selon l'invention. Les couches intervenant dans les Exemples 1 à 3 ont été formées à partir d'une solution, tandis que les couches intervenant dans les Exemples 4 à 5 ont été déposées sur la feuille à haute température, sans employer de solvant. EXEMPLE 1 Composition au revêtement couche finale (parties en poids) (% en poids) Couche de base: Bitume 87/20 39,0 65,0 Résine pyrolytique (point de ramolliscment: 90) 9,0 15,0 Polyisobutylène (Shore A: 30) 5,0 8,3 Terpolymêre servant d'agent de ramollissement et augmentant la capacité d'adhérence (poids moléculaire: 870) 6,7 11,2 Laurate de pentachlorophényle servant de bactéricide 0,3 0,5 Toluène 40,0 e Couche assurant une auto-adhérence: Polyisobutylène (Shore A: 30) 35,0 70,0 Talc 15,0 30,0 Toluène 50,0 On a déposé 80g de la couche de base sur 1 m2 de la feuille, la température des matières dans le tunnel de séchage étant de 400C La quantité de matière établissant une auto-adhérence est de 50 g/m2, et la température des matières dans le tunnel de séchage est de 400C. EXEMPLE 2 Composition au revêtement couche finale (parties en poids) (% en poids) . Couche de base: Bitume 95/30 45,0 64,3 Polyisobutylene- . (Shore A: 30) 10,7 15,3 Terpolymére servant d'agent de ramollissement et augmentant la capacité d'adhérence (poids moléculaire: 1170) 14,0 20,0 Laurate de pentachiorophényle servant de bactéricide 0,3 0,4 Benzène 30,0 Couche assurant une auto-adhérence: Polyisobutylène (Shore A:20) 35,0 100,0 Benzène 65,0 On a dépose 90g de la couche de base sur 1 m2 de la feuille, la température des matières dans le tunnel de séchage étant de 45 C. La quantité de matière établissant l'auto-adherence est de 50 g/m2, la température de la matière étant de 400C en cours de séchage. EXEMPLE 3 Cowposition au revêtement couche finale (parties en poids) ( en poids) Couche de base: Bitume 84/27 45,0 75,0 Résine pyrolytique (point de ramollissement: 80) 5,0 8,3 Terpolymêre servant d'agent de ramollissement et augmentant la capacité d'adhérence (poids moléculaire: 870) 8,0 13,4 Pentachlorophénol servant de bactéricide 0,3 0,5 Benzène 40,0 ; , Couche assurant une auto-adhérence: Polyisobutylène (Shore A: 30) 25,0 62,5 Bitume 84/27 8,0 20,0 Talc 7,0 17,5 Solvant 60,0 100g de la couche de base ont été déposés sur 1 m2 de la feuille, la température des matières dans le tunnel de séchage étant de 50 C. La quantite de matière établissant l'auto-adherence est de 40 g/m2, la température de la matière étant de 400C en cours de séchage. EXEMPLE 4 Composition au revêtement couche finale (parties en poids) (% en poids) Couche de base: Bitume 87/20 70,0 | 70,0 Polyisobutylène (Shore A: 30) 2,5 2,5 Capacité d'adhérence (poids moléculaire: 870). 27,0 27,0 Pentachlorophenol servant de bactéricide 0,5 0,5 . Couche assurant une auto-adhérence: Bitume 25/30 5,0 14,3 Polyisobutylène (Shore A: 30) 30,0 85,7 Toluène 65,0 On a déposé 100g de la couche de base par m2 de la feuille. La température du produit a été de 1300C et la température de la lame de 130oC. On a déposé 40g de la matière établissant l auto-adhérence sur I m2, la température de la matière étant de 400C en cours de séchage. EXEMPLE 5 Composition au revêtement couche finale (parties en poids) (X en poids) Couche de base: Bitume 87/20 52,0 52,0 Résine pyrolytique (point de ramollissement: 83) 15,0 15,0 Pol yi sobutyl éne (shore A: 30) 2,5 2,5 Terpolymére servant d'agent de ramollissement et augmentant la capacité d'adhérence (poids moléculaire: 1170) 30,0 30,0 Laurate de pentachlorophényle servant de bactéricide 0,5 0,5 Couche assurant une auto-adhérence= Bitume 95/30 8,0 16,0 Polyi sobutyl éne (Shore A: 30) 35,0 70,0 Talc 7,0 14,0 Benzène 0,0 On a déposé 200g de la couche de base sur 1 m2 de la feuille, la température du produit étant de 120 C et la température de la lame de 130 C. EXEMPLE 6 On a déposé sur une feuille de chlorure de polyvinyle une des compositions définies dans les Exemples 1 à 5, de façon à obtenir une couche d'environ 1 mm d'épaisseur. On a enroulé un tube d'acier nettoyé (longueur: 1 m, diamètre: 50 mm) avec le système de revêtement stratifié. On a établi entre les feuilles isolantes séparées un chevauchement d'environ 10 mm. On a placé entre les feuilles en chevauchement un papier-indicateur de 3 mm de largeur, et on a maintenu le tuyau isolé dans une solution d'acide dilué pendant 7 jours-. Lors du contrôle effectué au bout de 7 jours, on a constaté que le papier ne changeait pas de couleur, ce qui a confirmé que l'étanchéité des parties en chevauchement était suffisante. EXEMPLE 7 On a placé une des compositions définies dans les Exemples 1 à 5 sur une feuille de chlorure de polyvinyle de manière à obtenir ainsi une couche d'environ 0,1 mm d'épaisseur. On a mis en place par enroulement le système de revêtement stratifié sur des cubes de béton comportant une longueur de côte de 0,5 m. En outre , on a traité au Préalable les cubes de béton avec une émulsion de bitume pour éliminer la poussière. On fait chevaucher les couches isolantes séparées d'environ 100 mm. On obtient alors une isolation étanche à l'eau et possédant une bonne adhérence sur le béton. On a indiqué dans le Tableau Il, ci-dessous, certaines des caractéristiques du système de revêtement stratifié selon l'invention. - TABLEAU Il Allongement longitudinal jusqu'à rupture {Z) ....... 250 Resistance la traction (kg/cm2) ....... 225 * Charge de rupture fkg/em2) .... .. 69 Z Rigidité diélectrique (kv) ....... 26 g Résistance spécifique (Ohm. cm) ....... 5,26x1015 Absorption d'eau à froid (Z en poids) (24 heures, 23 C) ....... 0,08 ' Perméabilité à la vapeur (g/m2 > x 24 hl (230C, humidité relative 100%) ....... 1,8 Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux exemples et modes de mise en oeuvre mentionnés ci-dessus; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de-l'invention. REVENDICATIONS 1.- Système de revêtement stratifié, utilisable de préférence pour l'isolation de canalisations ou pipe-lines souterrains, d'objets métalliques et en béton, caractérisé en ce qu'il comprend: ai une feuille de chlorure de polyvinyle, contenant éventuellement, de 6 à 14% en poids d'asphalte, ayant une épaisseur de 0,2 à 0,5 mm, et servant de feuille de support ou de substrat; b) une couche de base, contenant de 5 à 20% en poids de caoutchouc synthétique, de 10 à 25t en poids d'un polymère servant d'agent de ramollissement et augmentant la capacité d'adhérence, de préférence un terpolymère d'iso butylène-butadiéne-cis/trans-butène, ayant un poids moléculaire de 500 à 1200, de 0,1 à 1% en poids d'un composé bactéricide, de 55 å 85% en poids de bitume, ou bien un mélange de bitume et de résine pyrolytique dans le rapport 4/1, l'épaisseur totale de cette couche étant de 0,05 à 0,1 nrn;; et c) une couche assurant liauto-adherence, et contenant de 70 à 100% en poids de caoutchouc synthétique, de O à 16% en poids de bitume, et de O a 14X en poids de talc, son épaisseur totale étant comprise entre 0,05 et 0,2 mm. 2.- Système de revêtement stratifié selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient comme caoutchouc synthétique du polyisobutylène ou du polychl oroprène. 3.- Système de revêtement stratifié selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il contient du bitume de types 85/25 ou 95/25, présentant un point de ramollissement de l'ordre de 70 à 120 C. 4.- Système de revêtement stratifié selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de base dans laquelle le rapport du bitume à la résine pyrolytique est de 4/1. 5.- Système de revêtement stratifié selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 4, caractérisé en ce qu'il contient une résine pyrolytique ayant un point de ramollissement de 900C et un coefficient de pénétration de 1 compris entre 10 et 250C.