Brevet FR2497150A1 — publié le 19820702

L'invention concerne des feuilles isolantes contenant du bitume. Pour des raisons climatiques défavorables, il est nécessaire d'isoler les routes, les ponts ou les surfaces de pistes d'atterrissage faites de béton de ciment, ainsi que d'autres structures de construction et batiments, contre l'eau de pluie. La résistance du matériau isolant influe beaucoup sur la durée d'utilisation et de vie des structures et bâtiments. L'isolation par le bitume, gdné- ralement pratiquée, est insuffisante par elle même pour remplir convenablement les crevasses qui se forment dans les surfaces de ponts et de pistes, dues aux mouvements de dilatation et aux vibrations, et l'eau de pluie pénètre facilement dans ces surfaces, en les trempant et en créant une corrosion superficielle L LH,E, Stoach:" Faults in road construction applying bitumen", p. 133 (Cologne, 1973)J. Des avaries semblables apparaissent lorsque d'autres types de constructions et de structures sont isolées par du bitume. Le matériau isolant le plus répandu dans la pratique est encore le papier bitumineux, constitué de feuilles de papier enrobées de bitume chaud. Les feuilles bitumineuses à base de papier sont toutefois très facilement endommageables, et commencent à pourrir pour cette raison. Après les premiers signes d'avaries, l'isolation est brusquement détruite. Ces avaries apparaissent principalement aux jonctions et joints des pistes d'atterrissage et aux sites exposés à des mouvements, et de ce fait, leurs réparations sont difficiles et très coûteuses. rv. Blaha :"Life-span of cemented bituminous roof slabs and coatings", Pozemni Stavly 4, pages 170-173 (1976)J. Outre les feuilles de papier isolantes, on applique aussi couramment des feuilles bitumineuses épaisses et des planches isolantes avec des insertions d'aluminium, Mais un inconvénient sérieux de ces planches découle de leur vieillissement rapide et de leur poids, ce qui limite leur emploi dans certaines positions, comme par exemple dans les isola tions verticales g 7. Reiter: "Position of heat and water insulations", Pozemni Stavly 25(1), pages 31-35 (1977); C, Quwet: "Damaging of roof insulation" Cahiers Techniques du Moniteur, Paris, 14, pages 94-95 (1977 go Avec le développement de la production des matières plastiques, l'emploi de feuilles de diverses matières plastiques, comme le polychlorure de vinyle (PVC) et le polyéthylène, s'est largement répandu, Dans la pratique, on connaît deux types d'isolation par feuilles : l'isolation avec des matériaux autoadhésifs et l'isolation en utilisant des adhésifs séparés. Dans la plupart des cas, on applique des matériaux isolants auto-adhésifs. Mais ces matériaux sont difficiles à produire, bien que les techniques modernes d'isolation leur fassent appel en quantités croissantes LC. Hildebrand: "Plastics in building industry", Muszaki Könyvkiado, Budapest (19777. On applique de plus en plus fréquemment des feuilles de PVC pour l'isolation contre l'eau et les vapeurs. Ces feuilles conviennent à des fins d'isolation en raison de leur élasticité, qui dépend de leur teneur en plastifiant, de leur résistance relativement élevée, de leur faible pouvoir d'adsorption superficielle d'eau et de leur résistance chimique élevée. Ces feuilles présentent l'avantage additionnel de pouvoir être soudées à l'air chaud. Les propriétés défavorables des feuilles de PVC proviennent de leurs teneurs en plastifiant. Par suite de la migration du plastifiant, l'élasticité des feuilles diminue, en même temps qu'augmente le pouvoir d'adsorption superficielle de l'eau. En outre, la structure du plastifiant détermine la tolérance des feuilles de PVC envers le bitume, et plus particulièrement leur capacité à se combiner avec le bitume. On a de plus en plus recours à la combinaison des feuilles de PVC avec le bitume, puisque, en raison de la migration du plastifiant, l'élasticité des feuilles diminue, en les rendant impropres à fournir une isolation sûre lorsqu'elles sont exposées à des effets de dilatation provenant de fluctuations de température. Les matériaux isolants à base de matières plastiques connus permettent des mouvements dans deux directions, à savoir longitudinale et transversale, de sorte qu'ils ne peuvent amortir les effets et vibrations perpendiculaires. Pour cela, on doit fréquemment incorporer à la structure des matériaux distincts d'amortissement des vibrations. La présente invention a pour objet la fabrication de matériaux isolants capables d'amortir, dans une certaine mesure, tous effets, impacts, pressions et vibrations, perpendiculaires, et capables de supprimer, ou au moins de retarder, la rupture prématurée de ponts, surfaces de pistes, constructions et autres structures. Ces buts sont atteints, selon l'invention, par la fabrication de nouvelles feuilles isolantes bitumineuses de PVC, construites à partir de a) une couche de base de PVC, contenant du bitume, b) une couche de mousse à cellules fermées, c) une couche auto-adhésive ou d'assemblage, d) une couche de séparation. Dans l'isolation de constructions, surtout des ponts et des surfaces de pistes, la surface de la feuille isolante de PVC est recouverte d'une couche d'asphalte. On ne peut assembler la feuille et la couche d'asphalte que si la feuille de PVC appliquée contient aussi du bitume. La préparation de telles feuilles bitumineuses de PVC est décrite dans le brevet hongrois NO 153 855. Selon le document cité, on prépare des feuilles contenant du bitume en dissolvant du bitume peptisé, soufflé, ou fondu et soufflé, à structure de gel, présentant les propriétés voulues, dans une portion du plastifiant, après quoi on lui ajoute la solution contenant le bitume.On obtient de cette façon, des feuilles compactes qui toutefois ne font que transférer les effets perpendiculaires sans les amortir, à l'objet isolé, et ne suppriment pas, ni ne diminuent, les avaries dues aux impacts et vibrations La deuxième couche de la feuille isolante, bitumineuse, de PVC, selon l'invention, est une couche de mousse à cellules fermées, laminée avec la feuille compacte bitumineuse, et constituée d'une substance de même composition que celle de la feuille compacte. La couche d'auto-adhésivité et d'assemblage est appliquée sur cette couche de mousse, et la couche externe est une couche de séparation* La feuille isolante bitumineuse de PVC de l'invention se compose des couches suivantes a) une feuille compacte de PVC, de 0,4 à 1,2 mm d'épaisseur, contenant éventuellement du bitume, b) une couche de mousse de PVC à cellules fermées, de 0,4 à 2 mm d'épaisseur, contenant éventuellement du bitume, c) une couche de 0,1 à 1 mm d'épaisseur, d'adhésivité et d'assemblage, d) une couche de séparation assurant le déroulement de la feuille. La couche de mousse peut être une mousse de matière plastique, connue et préparée selon des procédés conventionnels, qui sert principalement à amortir les effets perpendiculaires (impacts, pressions, etc). La couche d'adhésivité et d'assemblage, appliquée sur la couche de mousse, qui a un caractère isolant propre, sert à faire adhérer la feuille isolante sur la surface à isoler, et à fournir un blocage parfait et isolant aux joints* Cette couche joue donc un rôle important dans l'isolation. La couche d'adhésivité et d'assemblage contient 50 à 8056 en poids de bitume, 5 à 15% en poids d'une substance améliorant l'adhésivité, 2 à 12% en poids de caoutchouc artificiel, 13 à 23S/o en poids d'une substance agissant sur le point de ramollissement, et éventuellement un ou plusieurs agents de charge, ces derniers étant présents aux dépens des autres constituants. On peut employer dans cette couche un bitume d'un point de ramollissement de 45 à 1200C et d'une pénétration de 20 à 100 (0,1 mm à 250C). A cet effet, on peut utiliser des bitumes du type dit B-90, K-30 et 85/25 ou leurs mélanges /-Handbook of petrol products", Miiszaki Kceonyvkiado, Budapest (1978)7. Comme substances améliorant l'adhésivité, on peut utiliser, par exemple, la colophane (résine de pin) ou des résines semblables naturelles ou synthétiques, ou encore le polybutène ou des polymères semblables, d'un poids moléculaire de 850 à 1350, d'une densité de 0,85 à 0,95, et d'un indice de brome jusqu'à 25. Les polybutènes d'un poids moléculaire de 950 + 100, d'une densité de 0,88 et d'un indice de brome de 20, sont particulièrement préférés. La colophane convenant à l'application dans la couche a un point de ramollissement de 60 à 100 C et un indice d'acide de 100-200 mg KOH/g. Comme caoutchoucs artificiels, qui augmentent l'élasticité et améliorent les propriétés isolantes (par exemple, résistance aux sels et à l'eau), de la couche adhésive, on peut utiliser des polymères qui ne se séparent pas du bitume et forment avec celui-ci une phase homogène. Il est préférable d'utiliser des copolymères de butadiène-styrène, d'une teneur en butadiène de 60 à 7596 en poids. La densité du copolymère est de 0,9 à 1,0, sa résistance à la traction est de 1800 à 2600 N/cm2 et son allongement à la rupture est de 500 à 1OOO,'* On peut aussi utiliser, dans le même but, un polypropylène atactique, d'une température de fusion de 130 à 1750C, d'une densité de 0,8 à 0,9 et d'une péné+ration de 15-50. Le point de ramollissement de la couche adhésive est fonction des plastifiants qui sont utilisés dans l'industrie des matières plastiques. Le dioetyl-phtalate est un plastifiant préféré, mais, toutefois, on peut aussi em ployer des substances d'origine naturelle ou dérivées du pétrole, d'une viscosité de 5-50 cSt à 200C, d'un point de solidification inférieur à 0 C et d'un point éclair supérieur à 15O0C. Quelques compositions préférées de la couche d'adhésivité et d'assemblage sont données ci-après 1. Bitume 70% en poids 85/25 dioctyl phtalate 7 résine de pin 5 n température de fu sion : 65-750C talc 6 " densité : 2,2-2,3 copolymère butadiène- 4 " teneur en butadiène: styrène 60% en poids polypropylène 3 " température de fusion: atactique 140-1 500C polybutène 5 " poids moléculaire: 950 t 100, densité:0,88 2. Bitume B-90 50% en poids Bitume K-3 13 dioctyl-phtalate 9 " ) mêmes caractéristi résine de pin 12 " ) ques que pour 1 polypropylène ) atactique 8 " ) craie en suspension 8 " densité : 0,8-1,8 3.Bitume B-90 63% dioctyl-phtalate 6 résine de pin 10 ) mêmes caractéristi copolymère de buta- 8 " ) ques que pour 1 diène-styrène 5 polybutène 5 talc 8 On prépare, de préférence, la couche isolante bitumineuse de PVC comme décrit ci-après On prépare la mousse de PVC à cellules fermées avec un revêtement comprimé bitumineux, à partir d'un plastisol, en une seule opération, en appliquant le plastisol avec un cylindre de caoutchouc, à partir de deux appareils d'en diction, sur une courroie d'acier sans fin qui sert de support auxiliaire de production. On utilise des plastisols dont les compositions sont les suivantes (les données numériques indiquant les parties en poids) Composant Couche de Revêtement mousse comprimé Emulsion de PVC K 67 - 100 Emulsion de PVC K 60 100 25 Mélange bitume-plastifiant - 80 Plastifiant de phtalate 5 Stabilisant 2 2 Huile de soja époxydée 1 2 Résine d'azodicarbonamide pour la production de mousse 5 Agent de charge 5 On homogénéise les composants, de préférence, dans un appareil à un cylindre de frottement, muni d'un agitateur planétaire, et on traite les mélanges en maintenant les paramètres opérationnels suivants vitesse de la machine : 9 m/min. température du four à tunnel de gélification - à l'application du revêtement 200-2500C comprimé - à l'application de la couche de mousse 260-2800C largeur de l'enduction : 1480 mm poids du revêtement comprimé : 950 g/m épaisseur du revêtement comprimé : 0,9+ 0,1 mm poids de la couche de mousse : 450 g/m2 épaisseur totale : 2,3+0,1 mm On forme alors la couche auto-adhésive de la manière suivante :On fait fondre du bitume et on le chauffe à 150-1700C, puis on ajoute les autres composants de la couche dans le bitume fondu, sous agitation constante, de façon que la substance agissant sur le point de ramollissement soit introduite la première, puis les autres composants sont ajoutés, et à la fin de l'addition, on agite le mé- lange pendant encore 3 à 4 heures, On applique cette masse sur la couche de moussé à cellules fermées de la manière suivante: on ajuste la température de la masse à 90-1100C, on fait passer la feuille au-dessous d'un couteau racoleur d'enduction, d'un écartement ajustable, et la masse est alimentée en continu devant le couteau racleurs La structure stratifiée est enroulée avec une couche de séparation (de préférence du papier siliconé), à une certaine distance du site de l'en- duction. On peut aussi appliquer la masse sur la couche de mousse en l'appliquant d'abord sur le papier siliconé utilisé comme couche de séparation,puis en enroulant la feuille du côté de la couche de mousse sur la masse encore chaude. Selon les deux procédés d'application, on ajuste l'épaisseur de la couche d'adhésivité et d'assemblage en ajustant convenablement le couteau racleur. Les caractéristiques d'une feuille typique suivant l'invention, bitumineuse de PVC, sont les suivantes couleur : noire poids : 1700-1900 g/m2 épaisseur - totale 2,4 + 0,1 mm - du revêtement comprimé 0,9 + 0,1 mm - de la couche de mousse 1,3 mm - de la couche auto-adhé- 0,3 mm sive largeur : 900 t 3 mm 500 t 3 mm charge de traction : 80 N/cm allongement à la rupture : 2fi0% résistance à la traction : 10 N/mm2 résistance au froid : -200C adsorption d'eau : 0,30/0 On examine le pouvoir isolant de la feuille bitu mineuse de PVC de l'invention comme décrit ci-après : on enroule les feuilles sur des cubes de béton, avec la couche auto-adhésive face aux cubes, et les extrémités des feuilles se recouvrant. Les cubes de béton étaient préalablement traités avec une solution de bitume pour les dépoussiérer. La feuille isolante adhère bien au béton et forme un recouvrement imperméable à l'eau, également dans les zones de recouvrement. La résistance à l'arrachement par pelage de la couche isolante, du béton, est de 10 N/cm, sous un angle d'arrachement de 1800, et la résistance au cisaillement est de 200-250 N/10cm2. Les caractéristiques d'adhésivité de la feuille isolante dans les zones de recouvrement sont : résistance à l'arrachement par pelage = 6-8 N/cm et résistance au cisaillement = 100-130 N/cm2. Dans un autre essai, un échantillon préparé comme précédemment décrit, comportant 4 cm de recouvrements, est exposé à la pression d'une colonne d'eau de 1 m, et on examine les traces d'infiltration éventuelle. Les cubes de béton demeurent complètement secs, mb- me après un mois, ce qui prouve qu'il ne s'est produit aucune infiltration, même dans les zones de recouvrement. REVENDICATIONS 1) Feuille isolante de chlorure de polyvinyle contenant du bitume, caractérisée en ce qu'elle contient : a) une feuille épaisse comprimée de chlorure de polyvinyle de 0,4 à 1,2 mm d'épaisseur, contenant éventuellement du bitume, b) une couche de mousse de chlorure de polyvinyle à cellules fermées, de 0,4 à 2 mm d'épaisseur, contenant éventuellement du bitume, c) une couche d'adhésivité et d'assemblage de 0,1 à 1 mm d'épaisseur, et d) une couche de séparation assurant le déroulement de la feuille. 2) Feuille isolante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche d'adhésivité et d'assemblage est constituée de 50 à 80% en poids de bitume, 5 à 15% en poids d'une substance améliorant l'adhésivité, 2 à 12% en poids de caoutchouc artificiel, 13 à 23% en poids d'une substance agissant sur le point de ramollissement, et éventuellement un ou des agents de charge, ces derniers étant présents aux dépens des autres constituants. 3) Feuille isolante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille de séparation est constituée de papier siliconé.