Brevet FR2667323A1 — publié le 19920403

i La présente invention a pour objet l'utilisation de 2-alkyl- imidazolines quaternisées comme agents anti-statiques des couches support de revêtements de sols, spécialement pour tapis et revêtements de sols en PVC. Le fait de marcher sur des tapis ou autres revêtements de sols provoque des charges statiques qui s'accumulent et se déchargent si elles sont misesà la terre Cela peut provoquer des chocs corporels graves et peut même endommager les installations électriques. La surface d'utilisation des tapis ou autres revête- ments de sols peut souvent être rendue conductrice par l'incorporation de fibres anti-statiques capables de dissiper les charges. Un problème qui demeure est celui de la conductivité des matières constituant la couche support des revêtements de sols, c'est-à-dire de la couche inférieure du revêtement en contact avec le sol Il s'agit habituellement de plastisol PVC, de bitume, de propylène ou de résines de pétrole (telles que les résines hydrocarbonées aromatiques) que l'on applique sous forme de liquide ou de masse fondue chaude sur l'envers de la surface d'utilisation, par exemple sur l'envers de la couche primaire d'un tapis comportant la surface d'utilisation, c'est-à-dire les poils Les méthodes de préparation des tapis utilisant ces matières sont bien connues et décrites par exemple dans les brevets américains 4 702 950, 4 582 554 et 4 737 221 dont le contenu est incorporé à la présente demande à titre de référence. De telles matières fournissent des revête- ments de sols ayant une bonne stabilité dimensionnelle et une bonne tenue à plat Elles permettent également aux revêtements de sols d'être réalisés en continu. Toutefois, nombre d'entre elles, spécialement celles à base de bitume ou en contenant, sont par nature des isolants et annulent tout gain de conductivité obtenu par exemple en incorporant des fibres anti-statiques dans la surface d'utilisation. La Demanderesse a maintenant trouvé que ce désavantage peut être réduit, voire même parfois supprimé complètement, en incorporant certains composés chimiques aux matières constituant la couche support des revêtements de sols. L'invention concerne donc une composition anti-statique destinée à constituer la couche support d'un revêtement de sol, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière choisie parmi les bitumes et les résines de pétrole applicables sous forme de masse fondue chaude, et leurs mélanges, matière dans laquelle est incorporé un ou plusieurs composés de formule I N-CH 2 // RlC R 4 e \H (I) N -CH 2 / \ R 3 (Cff 2)n R 2 dans laquelle R 1 signifie un groupe alkyle en C 7- C 21 ou alcényle en C 7 -C 2 1, R 2 signifie OH, -O-COR, -NH 2 ou -NHCOR o R a la signification de R 1, indépendamment de R 1, R 3 signifie un groupe alkyle en CI-C 4 non substitué ou monosubstitué par OH, -CH 2-C 6 H 5 ou -CH 2-CH-CH 2, \ 0/ R 4 signifie un anion, de préférence Cl, Br, ou le groupe méthyl-sulfate (Me SO 4) ou éthyl-sulfate (Et SO 4) et n signifie 1 ou 2. De préférence, N signifie 2 et R 4 est choisi parmi Cl, Br et le groupe méthyl-sulfate (Me SO 4). On incorpore le composé de formule I dans la matière de la couche support, en une quantité de 1 à % en poids par rapport au poids de la matière de la couche support. Les composés de formule I préférés sont ceux dans lesquels: R 2 signifie un groupe hydroxy, n signifie 2, R 1 signifie un groupe alkyle en C 1 l- C 21 ou alcényle en C 15-C 21, de préférence un groupe alkyle en C 1 l- C 17 ou alcényle en C 15-C 21 etR 3 est un groupe méthyle ou 2-hydroxypropyle. La matière de la couche support est choisie parmi les bitumes et les résines de pétrole applicables sous forme d'une masse fondue chaude, appropriés pour la fabrication des revêtements de sols Lorsqu'on utilise une résine de pétrole applicable sous forme d'une masse fondue chaude, il s'agit de préférence d'une résine hydrocarbonée aromatique La matière de la couche support est de préférence un bitume Les bitumes préférés sont ceux ayant un point de ramollissement (mesuré selon la méthode de la bille et de l'anneau, ASTM D 36) compris entre 95 et 1150 et un indice de pénétration (mesuré selon la méthode ASTM D 5) de 15 mm. La matière de la couche support peut égale- ment contenir d'autres matières, par exemple une charge, la plus usuelle étant le calcaire, que l'on ajoute en une quantité n'excédant pas 50 % en poids par rapport à matière de la couche support. Un ou plusieurs composés de formule I peuvent être incorporés dans la matière de la couche support pour donner une composition de l'invention qui est ensuite appliquée sur le revêtement de sol, selon les méthodes habituelles Les revêtements de sols particulièrement appropriés pour les compositions de l'invention sont les tapis, en particulier les tapis non-tissés tels que les dalles, et les revêtements en PVC Les revêtements de sols qui comprennent une compo- sition de l'invention ont non seulement les propriétés habituelles désirées telles que la stabilité dimension- nelle, la bonne tenue à plat et la facilité de pré- paration, mais également une tendance considérablement réduite (et souvent complètement inexistante) à générer des charges statiques L'invention concerne donc un revêtement de sol qui comprend au moins une couche obtenue à partir d'une composition selon l'invention. L'invention concerne également un procédé de prépa- ration d'un revêtement de sol, procédé selon lequel on recouvre l'envers de la couche primaire d'un revêtement de sol avec au moins une couche d'une composition selon l'invention. Les exemples suivants illustrent l'invention sans aucunement en limiter la portée Dans ces exemples, le bitume utilisé a les caractéristiques suivantes: Point de ramollissement (ASTM D 36) = 115 +/ 50 c Indice de pénétration (ASTM D 5) = 15 à 25 mm La méthode utilisée aux exemples pour la détermination de la résistance est la suivante. L'appareil utilisé est un appareil portable pour déterminer la résistance (Megger "Megohmeter' MM 29) Il est relié à deux électrodes L'électrode qui est placée en position adjacente à la couche support est une plaque solide de laiton de 20 x 20 cm et de 1 cm d'épaisseur L'électrode qui repose sur la surface d'utilisation (lorsqu'il y en a une) est un cylindre solide en acier de 2,2 kg et de 31,7 cm 2 La zone de l'échantillon à essayer correspond au moins à celle de l'électrode en laiton. Avant l'essai, les échantillons sont mainte- nus pendant la nuit à 200 + 2 et sous 5 % d'humidité relative. EXEMPLE 1: On mélange 30 g de bitume et 30 g de calcaire, on chauffe à 175 C et on agite jusqu'à obtention d'un mélange homogène On ajoute 3 % en poids (du mélange total) de méthyl-sulfate de 1-méthyl-l-0- hydroxyéthyl-2-alkyl-imidazoline (le groupe alkyle étant dérivé de l'acide gras du coco du commerce) et on agite le mélange pendant 10 minutes On verse le mélange résultant sur du papier anti-adhésif, on presse le mélange jusqu'à une épaisseur de 5 mm et on le laisse refroidir. Les résultats de la mesure de la résistance sont indiqués dans le Tableau 1. EXEMPLE 2: On répète l'exemple 1 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 1, 3 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-1-e-hydroxyéthyl-2-alkyl- imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide gras du coco et de palme). EXEMPLE 3: On répète l'exemple 1 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 1, 3 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-1-e-hydroxyéthyl-2-alkyl- imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide gras de l'huile de palme). EXEMPLE 4: On répète l'exemple 1 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 1, 3 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-l-0-hydroxyéthyl-2-alkyl- imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide oléique). EXEMPLE 5: On répète l'exemple 1 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 1, 3 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-1-0-hydroxyéthyl-2-alkyl- imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide stéarique). EXEMPLE 6: On répète l'exemple 1 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 1, 3 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-1-f-aminoéthyl-2-alkyl- imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide stéarique). EXEMPLE 7: On répète l'exemple 1 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 1, 3 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthy-1-0-stéaryloxyéthyl-2-alkyl- imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide stéarique). EXEMPLE 8: On répète l'exemple 1 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 1, 3 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-1-0-stéarylamido-éthyl-2- alkyl-imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide stéarique). EXEMPLE 9: On répète l'exemple 1 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 1, 3 % en poids de chlorure de 1-( 2-hydroxypropyl)-l-0-hydroxyéthyl-2- alkyl-imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide gras du coco). TABLEAU 1 Exemple Résistance en Ohm sans anti-statique > 10 x 1012 1 3 x 108 2 4 x 108 3 1,5 x 108 4 9 x 109 1,6 x 109 6 2,5 x 1010 7 5 x 1011 8 2,5 x 1010 9 7 x 108 EXEMPLE 10: On fait fondre à 175 C 50 g de bitume, on ajoute 2 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-1- e-hydroxyéthyl-2-alkyl-imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide gras du coco et de palme) et on agite pendant 10 minutes On verse le mélange résultant sur du papier anti-adhésif, on presse le mélange jusqu'à une épaisseur de 3 mm et on le laisse refroidir Les résultats de la mesure de la résistance sont indiqués dans le Tableau 2. EXEMPLE 11: On répète l'exemple 10 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 10, 4 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-l-e-hydroxyéthyl-2-alkyl- imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide gras du coco et de palme). EXEMPLE 12: On répète l'exemple 10 mais on utilise, à la place de l'imidazoline de l'exemple 10, 6 % en poids de méthyl-sulfate de 1-méthyl-1-5-hydroxyméthyl-2-alkyl- imidazoline (o le groupe alkyle dérive de l'acide gras du coco et de palme). EXEMPLE 13: On répète l'exemple 10 excepté qu'on applique le bitume sur l'envers d'un tapis en nylon contenant de la fibre de carbone conductrice, et non sur du papier anti-adhésif. EXEMPLE 14: On répète l'exemple 11 excepté qu'on applique le bitume sur l'envers d'un tapis en nylon contenant de la fibre de carbone conductrice, et non sur du papier anti-adhésif. EXEMPLE 15: On répète l'exemple 12 excepté qu'on applique le bitume sur l'envers d'un tapis en nylon contenant de la fibre de carbone conductrice, et non sur du papier anti-adhésif. TABLEAU 2 Exemple Résistance en Ohm Bitume seul 7 x 1012 Tapis 2 x 106 Bitume/Tapis 6 x 1012 4,4 x 109 11 4 x 108 12 4,8 x 107 13 10 x 109 14 9 x 108 4 x 106 REVENDICATIONS 1 Une composition anti-statique destinée à constituer la couche support d'un revêtement de sol, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière choisie parmi les bitumes et les résines de pétrole applicables sous forme de masse fondue chaude, et leurs mélanges, matière dans laquelle est incorporé un ou plusieurs composés de formule I N CH 2 // R 1-C R 4 e \e (I) N CH 2 / \ R 3 (CH 2)n R 2 dans laquelle R 1 signifie un groupe alkyle en C 7-C 21 ou alcényle en C 7 -C 21, R 2 signifie OH, -O-COR, -NH 2 ou -NHCOR o R a la signification de R 1, indépendamment de R 1, R 3 signifie un groupe alkyle en C 1-C 4 non substitué ou monosubstitué par OH, -CH 2-C 6 H 5 ou -CH 2-CH-CH 2, O R 4 signifie un anion, et n signifie 1 ou 2. 2 Une composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que R 4 signifie Cl, Br ou un groupe méthyl-sulfate (Me SO 4) ou éthyl-sulfate (Et 504) et N signifie 2. 3 Une composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que R 2 signifie un groupe hydroxy, n signifie 2, R 1 signifie un groupe alkyle en Cll-C 21 ou alcényle en C 15-C 21, R 3 signifie un groupe méthyle ou 2-hydroxypropyle, et R 4 signifie un groupe méthyl-sulfate. 4 Une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la composition contient de 1 à 10 % en poids de composé de formule I par rapport au poids de la matière destinée à constituer la couche support d'un revêtement de sol. Un revêtement de sol, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche obtenue à partir d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6 Un procédé de préparation d'un revêtement de sol, caractérisé en ce qu'on recouvre l'envers de la couche primaire d'un revêtement de sol avec au moins une couche d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 7 Utilisation d'un composé tel que spécifié à l'une quelconque des revendications 1 à 3, comme agent-anti- statique de la couche support d'un revêtement de sol.