Brevet FR3037584A1 — publié le 20161223

Stabilisation de mousses minérales La présente invention a trait au domaine dit des « mousses minérales », à savoir des mousses formées à partir d'eau et de tensioactifs et en contact (généralement en mélange intime) avec des particules minérales. L'invention concerne plus spécifiquement la stabilisation de ce type de mousses, notamment, mais non limitativement, en présence de constituants hydrofuges. Il existe différentes applications des mousses qui impliquent leur mise en contact avec des particules minérales. C'est notamment le cas lorsque la mousse est formée en présence de particules minérales et tout particulièrement lorsqu'elle est employée pour transporter de telles particules minérales (transport de solide lors d'excavations ou d'exploitation minière par exemple). Des exemples plus spécifiques de mousses minérales sont les mousses plâtre ou de matériaux cimentaires destinées à la préparation de matériaux de construction allégés, où il est bien connu que la présence des particules minérales tend à déstabiliser la mousse. La problématique de la stabilisation est tout particulièrement sensible lorsqu'on souhaite fabriquer des matériaux hydrofugeants (pour la fabrication de plaques de plâtre pour salle de bain ou cuisine, typiquement), où les agents hydrofugeants tendent à casser la mousse. Un but de la présente invention est de fournir un moyen de former des mousses minérales du type précité qui soient stables et permettent typiquement de maintenir une bonen intégrité de la mousse lors des opérations de mise en forme et de séchage de plaques de plâtre, de préférence y compris lorsqu'elles comprennent des agents hydrofugeants. A cet effet, il est proposé selon la présente invention d'utiliser pour former la mousse une association d'au moins deux tensioactifs, à savoir : au moins un premier tensioactif (surfactant) S1, porteur d'au moins un groupe sulfate ; et au moins un deuxième tensioactif (surfactant) S2, de type amphotère Plus précisément, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet les mousses minérales comprenant de l'eau, des particules minérales et l'association de tensioactifs S1 et S2 précités, la composition pouvant comprendre ou non des agents hydrofugeants. L'invention concerne également les utilisations de ces mousses, 3037584 2 notamment dans le domaine du transport des particules minérales ou, plus spécifiquement, pour la formation d'éléments de construction allégés. Selon un autre aspect, la présente invention a pour objet l'utilisation des tensioactifs précités S1 et S2 pour former une mousse stable adaptée à une mise en contact avec des particules minérales, notamment des particules de plâtre, avec ou sans agents hydrofugeants. Les travaux des inventeurs ont maintenant permis de mettre en évidence que l'association des des tensioactifs précités S1 et S2 permet d'obtenir une stabilisation efficace des mousses, avec notamment un bon maintien du volume de la mousse au 10 cours du temps. Différentes modes de réalisations particuliers vont maintenant être décrits plus en détails. Le premier tensioactif (S1) Il s'agit d'un tensioactif porteur d'au moins un groupe sulfate. Alternativement, il peut 15 s'agir d'un mélange de plusieurs (deux ou plus) tensioactifs de ce type. Le premier tensioactif peut typiquement comprendre un chaîne hydrophobe terminée par un groupement sulfate. Il peut également s'agir d'un composé porteur d'une chaîne hydrophobe porteuse de plusieurs groupement sulfate. Selon un mode de réalisation, le premier tensioactif S1 peut être un polymère, par exemple un polymère 20 porteur d'une chaîne hydrophobe sur laquelle sont greffés des groupes latéraux porteurs de groupes sulfate. De façon non limitative, le tensioactif S1 peut être choisi parmi : les alkyl ether sulfate, notamment les C8-C18 alkyl ether sulfate, par exemple les C12 et C13 alkyl ether sulfate ; 25 les alkyl sulfate, notamment les C8-C18 alkyl sulfate, comme par exemple le C12 alkyl sulfate ; les mélanges de de deux ou plus de ces composés. Le tensioactif S1 peut par exemple être choisi parmi les produits commerciaux suivants, disponibles auprès de la société Solvay 30 - Les Rhodapex® ESB70 SLES et EST 65 STES 3037584 3 - Le Rhodapon LX 28 AF3 SLS - les mélanges de de deux ou plus de ces composés. Le deuxième tensioactif (S2) 5 Le second tensioactif est typiquement employé à titre de co-surfactant, avec un ration massique S2/S1 typiquement entre 1 :15 et 1 :4, par exemle entre 1 :10 et 1 :5. De façon non limitative, le tensioactif S2 peut être choisi parmi : les oxyde d'amine ; les glycinates ; 10 les sultaines, les mélanges de de deux ou plus de ces composés. Le tensioactif S2 peut par exemple être choisi parmi les produits commerciaux suivants, disponibles auprès de la société Solvay : le Fentacare 0Al2 ; 15 le Geroppon CG 3S Glucinate ; les mélanges de ces composés. Des mélanges intéressants selon l'invention comprennent : un mélange d'un alkyl ether sulfate du type précité et d'un oxyde d'amine (Rhodapex® ESB70 SLES + Fentacare 0Al2 par exemple), avec 20 optionnellement un tensioactif amphotère additionnel (glycinate par exemple) ; un mélange d'un alkyl ether sulfate du type précité, d'un alkyl sufate et d'un oxyde d'amine (Rhodapex® ESB70 SLES et/ou EST 65 STES + Rhodapon LX 28 AF3 SLS + Fentacare 0Al2 par exemple) 25 3037584 4 Les mousses minérales formées à partir des tensioactifs S1 et S2 Une mousse minérales formées avec les tensioactifs selon l'invention contient de l'eau, des particules minérale et le mélange des tensioactifs S1 et S2. Le mélange des tensioactifs S1 et S2 représentent en générale entre 0,01% et 5 0,05% en masse, par exemple entre 0,02% et 0,03% en masse, typiquement de l'ordre de 0,02% en masse par rapport à la masse des particules minérales à l'état sec, et ce tout particulièrement lorsque les particules minérales sont des particules de plâtre. Par ailleurs, le mélange des tensioactifs S1 et S2 représente typiquement entre 5% et 30% en masse, plus particulièrement entre 15% et 25% en masse par rapport à la 10 masse totale des tensioactifs et de l'eau. En plus des constituants précédents, la mousse minérale peut comprendre éventuellement d'autres additifs. Il s'avère parfois intéressant d'ajouter des composés cationiques, notamment des polymères cationiques. Un composé cationique intéressant est un polymère ou 15 copolymère de DADMAC (chlorure de diallyldimethylammonium), comme par exemple u ncopolymère vinylpyrolidone/DADMAC avec un ratio vinylpyrolidone/DADMAC typiuement entre 70/30 et 90/10, par exemple de l'ordre de 80/20. Les exemples ci-après illustrent des modes de réalisation possibles non limitatifs de 20 l'invention. 3037584 5 EXEMPLE Trois formulations de tensioactifs selon l'invention ont été testées, qui ont les 5 compositions reportés dans le Tableau ci-dessous (où les masses de chaque constituants sont en grammes) Tableau : Formulation 1 Formulation 2 Formulation 3 Rhodapex® ESB 70 15,68 7,84 19,6 Lauryl ether sulfate Rhoadapon® LX 28 AF3 3,84 Sodium lauryl sulfate Rhodapex® EST 65 4,16 Sodium tridecyl ether sulfate Fentacare® OA 12 4,32 2,736 2,1 Amine oxide Geroppon® CG 3S 0,8 Glycine N coco acyl Copolymère statistique 1,6 vinylpyrolidone/DADMAC 80/20 Eau 79,2 81,4 77,5 Les trois formulations permettent une bonne stabilisation de mousse, avec un bon maintien du volume de la mousse, supérieur à celui observé avec un produit commercial standard (HOSTAPUR ® OSB) 10 REVENDICATIONS1. Mousse minérale contenant de l'eau, des particules minérales, et une association de ter*oactifs comprenant : - au mains un premier tensioactif (S1) porteur d'au moins- un groupement sulfate ; et - au moins un deuxième tensioactif (S2) de type amphotère. 10 2.- Mousse minérale selon la revendication 1, adaptée pour la formation d'éléments de construction allégés, où les particules minérales sont des particules de plâtre. 3.- Mousse minérale selon l'une des revendication 1 ou 2, qui comprend en outre 15 des agents hydrofugeants. 4.- Mousse minérale selon la revendication 1, pour le transport desdites particules minérales 20 5.- Mousse minérale selon l'une des revendications précédentes, où le premier tensioactif est choisi' parmi : les alkyl ether sulfate, notamment les C8-C18 alkyl ether sulfate, par exemple les C12 et 013 alkyl ether sulfate ; les alkyl sulfate, notamment les C8-C18 alkyl sulfate, comme par exemple le 25 C1-2 alkyl sulfate ; - les mélanges de de deux ou plus de ces composés. 3037584 7 6.- Mousse minérale selon l'une des revendications précédentes, où le deuxième tensioactif est choisi parmi : les oxydes d'amine ; les glycinates ; les sultaines, les mélanges de de deux ou plus de ces composés. 7.- Utilisation d'une association de tensioactifs comprenant : - au moins un premier tensioactif (S1) porteur d'au moins un groupement sulfate ; et - au moins un deuxième tensioactif (S2) de type amphotère. pour former une mousse stable adaptée à une mise en contact avec des particules minérales.