Brevet FR2488898A1 — publié le 19820226

Procédé pour la fabrication de produits alvéolaires. La présente invention concerne la fabrication de pro- duits alvéolaires présentant une grande résistance à la com- pression et à l'usure et une bonne tenue aux températures élevées à partir de matières bitumineuses et de solutions aqueuses de résines phénoliques du type résol. Etant donné que les matières premières énergétiques et chimiques que sont le pétrole brut et le gaz naturel vont en se raréfiant progressivement à long terme il est néces- saire, d'une part, de prendre des mesures pour réduire la consommation d'énergie et, d'autre part, de fabriquer des produits pouvant se substituer à l'huile minérale et au gaz naturel. Une meilleure isolation d'immeubles et d'installa- tions peut contribuer sensiblement à atteindre le but cité en premier. Des produits alvéolaires à base de matières syn- thétiques se sont à cet égard montrés particulièrement avan- tageux en raison de leur faible masse volumique et de leur haut pouvoir isolant. La matière première utilisée jusqu'à présent pour ces produits est cependant également l'huile minérale. Il est donc souhaitable que des produits alvéolaires prévus à des fins d'isolation soient fabriqués à partir de matières premières largement indépendantes de l'huile miné- rale. En tant que matière première pouvant remplacer l'hui- le minérale peut être cité en premier lieu le charbon dis- ponible abondamment dans la plupart des pays industriels. A l'heure actuelle il n'est pas encore transformé, sur une é- chelle industrielle, directement en hydrocarbures liquides. Des hydrocarbures liquides ne sont obtenus qu'en faibles quantités, principalement lors de la cokéfaction de la houille en vue de la fabrication de coke métallurgique, sous forme de goudron de houille. Ce goudron de houille est raf. finé par une combinaison de procédés thermiques et chimi- ques de façon à obtenir, en tant que produit principal, du brai normal de goudron de houille-avec un rendement d'envi- ron 50 %. Le brai normal de goudron de houille peut être transformé, par traitement thermique ou par soufflage d'air, en un brai dur de goudron de houille (H.-G. Franck, G. Collin: "Steinkohlenteer", Springer Verlag, Berlin 1968). L'utilisation de brai dur de goudron de houille, en combinaison avec des solutions aqueuses de résines phénoli- ques du type résol, pour la fabrication de produits alvéo- laires de qualitéfait l'objet du brevet allemand n0 2 531 241 au nom de la demanderesse. Suivant ce procédé du brai dur pulvérisé de goudron de houille et une solution aqueuse à 70-80 % de résine phénolique du type ré- sol sont amenés, par adjonction d'un agent gonflant et d'un acide servant de durcisseur, à se transformer en produit al- véolaire et à se durcir à température ambiante. On obtient ainsi des produits alvéolaires présentant une bonne tenue aux températures élevées, une grande résistance à la com- pression et une faible masse volumique. Etant donné que le brai de goudron de houille en tant que matière première de grande valeur, exempte de cendres et de soufre, est utilisé de préférence pour la fabrication de liants pour anodes et électrodes et d'autres produits de qualité à base dé carbone et n'est donc disponible que de façon limitée à d'autres fins, il s'est agi de trouver d'au- tres matières premières obtenues à partir du charbon pour la fabrication de tels produits alvéolaires. Ce but est atteint suivant l'invention en utilisant au lieu de brai dur de goudron de houille, en tant que ma- tière bitumineuse, des houilles pulvérisées mélangées à des huiles aromatiques. Les huiles aromatiques peuvent être ob- tenues lors du traitement de goudron de houille ou à partir d'huiles résiduelles d'installations de craquage thermique ou catalytique pour fractions d'huile minérale et présentent de préférence un point d'ébullition supérieur à 24000. -3 Ces huiles sont connues en tant que solvants de la houille utilisés pour la liquéfaction du charbon sous pres- sion à des températures voisines de 3500C. Il s'est cepen- dant avéré de façon surprenante que la houille pulvérisée, en particulier la houille flambante grasse, se trouvait dé- jà dissoute suffisamment à température ambiante pour permet- tre une réaction chimique avec la solution de résine au cours du processus de durcissement et obtenir ainsi des pro- duits alvéolaires présentant des valeurs de résistance mé- canique qui correspondent au moins à celles des produits alvéolaires obtenus par le procédé connu. On peut faire varier la résistance mécanique dans de larges limites par un choix approprié du rapport de mélange huile/houille. Des produits alvéolaires utilisables sont ob- tenus pour des rapports de mélange de l: 2 à 1: 6. Tous les produits alvéolaires présentent une haute résistance à l'abrasion et une bonne tenue au feu. En tant qu'agents gonflants et acides servant de dur- cisseurs peuvent être utilisées toutes les substances dé- crites dans le brevet allemand n0 2 531 241. Les produits alvéolaires fabriqués par le procédé suivant l'invention peuvent bien entendu également être modifiés au point de vue de leurs propriétés par l'incorporation de charges inac- tives comme par exemple des perlites, des fibres de verre ou des particules de mousse d'urée. Les exemples décrits ci-dessous ont pour but d'éluci- der l'invention de plus près sans pour autant la limiter. EXEMPLE 1 parties de houille flambante grasse du type Wes- terholt pulvérisée (90 % neur en cendres de 6,5 % et une teneur en matières volati- les de 38,5 % sont d'abord mélangées à 20 parties d'huile anthracénique filtrée (plage d'ébullition de 300 à 36000). La matière ainsi obtenue est mélangée intensivement à 140 parties d'une solution aqueuse à 78 % de résine phénolique du type résol avec adjonction de 5 parties de pentane et de 18,8 parties d'un mélange (1: 1) d'acide phosphorique à 80 % et d'acide p-toluène-sulfonique. Le mélange ainsi obtenu est versé, avant l'expansion, dans un moule o le processus d'expansion et le durcissement s'achèvent au bout de 2 à 4 minutes. Le produit alvéolaire obtenu de la sorte est à pores fins et extrêmement résistant à l'abrasion. Sa résistance à la compression est de 1,8 N/mm2 pour une masse volumique-de 220 kg/m3. EXEMPLE 2 L'exemple 2 correspond à l'exemple 1. Seul le rapport de mélange huile/houille est changé comme suit: 50 parties de houille flambante grasse type Westerholt pulvérisée parties d'huile anthracénique filtrée. La résistance à la compression du produit alvéolaire obtenu est de 0,75 N/mm2 pour une masse volumique de 160 kg/m3. EXEMPLE 3 Un mélange formé de: parties de solution aqueuse-à 78 % de résine phéno- lique du type résol; 40 parties de houille flambante grasse type Westerholt; parties d'une fraction bouillant entre 285 et 362 C obtenue à partir d'huile résiduelle de pyrolyse recueillie d'une installation de craquage à la vapeur pour distillats de pétrole brut destinée à l'obtention d'alcènes; 19,5 parties de mélange acide phosphorique (à 80 %)/ aci- de p-toluène-sulfonique et 7 parties de trichloro.influoroéthane est soumis à un traitement préalable et amené à subir une expansion de la façon décrite pour l'exemple 1. Le produit alvéolaire ainsi obtenu présente une résistance à la com- pression de 0,62 N/mm2 pour une masse volumique de 140 kg/m3. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour préparer des '-produits al- véolaires en utilisant, comme matières premières, des mé- langes de matières bitumineuses et des solutions aqueuses à 70-80 % de résine phénolique du type résol dans un rapport de. 1 à i: 5, des agents modificateurs pou- vant éventuellement leur être ajoutés, et en leur permettant, par adjonction d'agents gonflants et d'acides servant de durcisseurs connus, d'être transformés ensemble à tempéra- ture ambiante en produits alvéolaires, caractérisé en ce qu'il est utilisé, en tant que matières bitumineuses, des houilles pulvérisées mélangées avec des huiles aromatiques. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les huiles aromatiques utilisées sont des frac- tions de goudron de houille bouillant au-dessus de 240 0C, de préférence de l'huile anthracénique filtrée, qui sont me- lées à de la houille pulvérisée dans un rapport de 1: 2 à i: 6. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des huiles hautement aromatiques d'origine pétro- lière bouillant au-dessus de 240 0Q et provenant d'instal- lations de craquage thermique ou catalytique sont utilisées en tant que huiles aromatiques et ce1soit seules, soit en mélange avec des huiles de goudron de houille appropriées et sont mêlées à de la- houille pulvérisée dans un rapport de 1: 2 à 1: 6. 1