Brevet FR3127226A1 — publié le 20230324

La présente invention concerne une composition de liant clair et ses utilisations dans des applications routières et/ou industrielles. La présente invention concerne également l’utilisation d’une huile de type TDAE comme plastifiant dans une base de liant clair pour améliorer la résistance au vieillissement des propriétés à froid. Liant clair et ses applications La présente invention concerne un liant clair et ses utilisations dans des applications routières et/ou industrielles, notamment pour la production de compositions colorées de revêtement de surfaces. La présente invention concerne également l’utilisation d’une huile de type TDAE comme agent plastifiant dans une composition de liant clair pour améliorer la résistance au vieillissement des propriétés, en particulier des propriétés à froid, de la composition. État de la technique antérieure Les liants bitumineux classiques, en raison de la présence d'asphaltènes, sont de couleur noire et sont donc difficilement colorables. Les revêtements colorés sont de plus en plus utilisés car ils permettent entre autres, d'améliorer la sécurité des usagers de la route en identifiant clairement les voies spécifiques telles que les voies piétonnes, les pistes cyclables, les voies de bus. Ils permettent aussi de matérialiser certaines zones de danger comme les entrées d'agglomération ou les virages dangereux. Les revêtements colorés favorisent la visibilité en condition de faible luminosité, par exemple la nuit ou dans des sites particuliers tels que les tunnels. Enfin, ils permettent tout simplement d'améliorer l'aspect esthétique de la voirie urbaine et peuvent être utilisés pour les places publiques, les cours d'immeubles et d'écoles, les trottoirs, les rues piétonnes, les allées de jardins et de parcs, les aires de parking et de repos. Par conséquent, pour toutes les applications précitées, on préfère utiliser des liants clairs de synthèse, ne contenant pas d'asphaltènes et pouvant être colorés. Les liants clairs de l’art antérieur sont en général constitués d’un agent plastifiant, par exemple une huile d’origine pétrolière ou végétale, un agent structurant, par exemple une résine hydrocarbonée, et un polymère. La demande WO2018/046838 divulgue un liant clair solide à froid. Notamment, il décrit un liant clair contenant une huile synthétique issue des coupes d’unité de désasphaltage (DAO) et un copolymère à base de motifs butadiène et styrène, par exemple un copolymère SB ou SBS. La demande WO2018/115729 divulgue une composition de liant solide à froid. Notamment la composition peut être un liant clair et l’agent plastifiant peut être une huile d’origine pétrolière. La demande WO2018/115730 décrit une composition similaire pour la préparation d’asphaltes coulés et la réalisation de revêtements. Le document FR 2765229 divulgue une composition de liant clair, comprenant une huile pétrolière et un polymère tel qu’un copolymère SB, SBS, EVA… Cette composition comprend en outre une cire. Le document US2002/052431 divulgue des émulsions aqueuses comprenant d’une part un liant synthétique clair et d’autre part d’un latex. Lors de la fabrication, et ensuite dans la mise en œuvre, ces liants sont soumis à différents types de facteurs extérieurs qui en modifient la structure et font évoluer leurs propriétés. Ce sont les phénomènes de vieillissement, essentiellement imputables à des pertes de fractions volatiles et des phénomènes d’oxydation par l’oxygène de l’air. La demande WO2010/055491 décrit un liant synthétique clair formulé, en partie, à partir de matières premières renouvelables, qui est résistant au vieillissement. Le liant synthétique clair est préparé à partir d’une huile végétale, d’une résine d’origine pétrolière et d’au moins un copolymère. La demande WO2016/166152 enseigne une composition de liant clair présentant des propriétés physico-mécaniques améliorées. Cette composition est préparée par mélange d’une huile synthétique issue des coupes d’unité de désasphaltage (DAO) et d’un copolymère bloc SBS. De façon surprenante, on a constaté que le choix d’une huile d’origine pétrolière de type TDAE (acronyme de Treated Distillate Aromatic Extract, ou extrait aromatique de distillat traité, en français) et d’un mélange d’un premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique, notamment de motifs butadiène et styrène (par exemple SB et/ou SBS) et d’un deuxième polymère du type éthylène-acétate de vinyle (EVA) permettait d’obtenir un liant clair présentant des propriétés améliorées par rapport aux liants clairs de l’art antérieur, notamment une meilleure résistance au vieillissement des propriétés du liant clair, en particulier une meilleure résistance au vieillissement des propriétés à froid. L’invention a pour objet une composition de liant clair comprenant : (i) un agent plastifiant comprenant au moins une huile qui présente une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 10% et 40 %, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 35% et 65%, une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 10% et 40 %, les teneurs étant données en poids par rapport au poids de l’huile et mesurées selon la méthode ASTM D2140, ladite huile ayant une viscosité cinématique à 100 °C allant de 15 mm 2 /s à 40 mm 2 /s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 50°C à 80°C, mesuré par la méthode ASTM D611, (ii) au moins un agent structurant, (iii) au moins un premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique, (iv) au moins un deuxième polymère du type éthylène-acétate de vinyle, et, (v) éventuellement un dope d’adhésivité. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, l’huile est une huile synthétique obtenue à partir des produits de la distillation sous vide des résidus atmosphériques et résultant d’une double extraction du raffinat au moyen d’un solvant polaire (TDAE). Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, l’huile comprend une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 15 % et 35 % en poids, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 40% et 60 % en poids, et une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 15% et 35 % en poids, mesurée selon la méthode ASTM D2140, une viscosité cinématique à 100 °C allant de 16 mm2/s à 30 mm2/s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 60°C à 70°C, mesuré par la méthode ASTM D611. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le premier polymère est un copolymère de styrène et de butadiène. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le premier polymère comprend une teneur pondérale en styrène allant de 20 à 40 %. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le premier polymère a une masse moléculaire moyenne en masse comprise entre 10 000 et 700 000 daltons. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le premier polymère est choisi parmi un copolymère bloc styrène/butadiène/styrène de structure radiale, un copolymère bloc butadiène/styrène de structure radiale et leurs mélanges. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, la composition présente les teneurs suivantes, en poids par rapport au poids total de liant clair : - de 30 à 80% en poids d’agent plastifiant, - de 30 à 60% en poids d’agent structurant, - de 0,5 à 20 % en poids du premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique, - de 0,5 à 20 % en poids du second polymère du type éthylène-acétate de vinyle, - éventuellement de 0,05% à 0,5% en poids de dope. L’invention a encore pour objet un procédé de préparation d’une composition de liant clair telle que décrit ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, comprenant les étapes : - le mélange et le chauffage de l’agent plastifiant à une température comprise entre 140 et 200°C, - l’ajout de l’agent structurant, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140 et 200°C, - l’ajout du premier et du deuxième polymère, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140 et 200°C, - l’ajout de l’éventuel dope d’adhésivité, le mélange et le chauffage entre 140 et 200°C. L’invention concerne encore une émulsion comprenant une composition de liant clair tel que décrit ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, de l’eau, et un agent émulsifiant. L’invention concerne aussi un enrobé comprenant (i) une composition de liant clair ou une émulsion telles que décrites ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, (ii) des granulats et/ou des charges minérales, et éventuellement (iii) un ou plusieurs pigments. L’invention a encore pour objet l’utilisation d’une huile qui présente une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 10% et 40 %, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 35% et 65%, une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 10% et 40 %, les teneurs étant données en poids et mesurées selon la méthode ASTM D2140, ladite huile ayant une viscosité cinématique à 100 °C allant de 15 mm 2 /s à 40 mm 2 /s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 50°C à 80°C, mesuré par la méthode ASTM D611, comme agent plastifiant dans une composition de liant clair pour améliorer la résistance au vieillissement de la composition de liant clair, en particulier pour améliorer la résistance au vieillissement des propriétés à froid de la composition de liant clair. L’expression « consiste essentiellement en » suivie d’une ou plusieurs caractéristiques, signifie que peuvent être inclus dans le procédé ou le matériau de l’invention, outre les composants ou étapes explicitement énumérés, des composants ou des étapes qui ne modifient pas significativement les propriétés et caractéristiques de l'invention. L’expression « compris entre X et Y » inclut les bornes, sauf mention contraire explicite. Cette expression signifie donc que l’intervalle visé comprend les valeurs X, Y et toutes les valeurs allant de X à Y. Les différents modes de réalisation, variantes, les préférences et les avantages décrits pour chacun des objets de l’invention s’appliquent à tous les objets de l’invention et peuvent être pris séparément ou en combinaison. Composition de liant clair comprenant : (i) un agent plastifiant comprenant au moins une huile qui présente une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 10% et 40 %, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 35% et 65%, une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 10% et 40 %, les teneurs étant données en poids par rapport au poids de l’huile et mesurées selon la méthode ASTM D2140, ladite huile ayant une viscosité cinématique à 100 °C allant de 15 mm 2 /s à 40 mm 2 /s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 50°C à 80°C, mesuré par la méthode ASTM D611, (ii) au moins un agent structurant, (iii) au moins un premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique, (iv) au moins un deuxième polymère du type éthylène-acétate de vinyle, et, (v) éventuellement un dope d’adhésivité. Composition selon la revendication 1, dans laquelle l’huile est une huile synthétique obtenue à partir des produits de la distillation sous vide des résidus atmosphériques et résultant d’une double extraction du raffinat au moyen d’un solvant polaire (TDAE). Composition selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle l’huile comprend une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 15 % et 35 % en poids, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 40% et 60 % en poids, et une teneur totale en naphténiques comprise entre 15% et 35 % en poids, mesurée selon la méthode ASTM D2140, une viscosité cinématique à 100 °C allant de 16 mm2/s à 30 mm2/s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 60°C à 70°C, mesuré par la méthode ASTM D611. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier polymère est un copolymère de styrène et de butadiène. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier polymère comprend une teneur pondérale en styrène allant de 20 à 40 %. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier polymère a une masse moléculaire moyenne en masse comprise entre 10 000 et 700 000 daltons. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier polymère est choisi parmi un copolymère bloc styrène/butadiène/styrène de structure radiale, un copolymère bloc butadiène/styrène de structure radiale et leurs mélanges. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, qui présente les teneurs suivantes, en poids par rapport au poids total de liant clair : - de 30 à 80% en poids d’agent plastifiant, - de 30 à 60% en poids d’agent structurant, - de 0,5 à 20 % en poids du premier polymère à base de motifs diène conjugué et de motifs hydrocarbure monovinyl aromatique, - de 0,5 à 20 % en poids du second polymère du type éthylène-acétate de vinyle, - éventuellement de 0,05% à 0,5% en poids de dope. Procédé de préparation d’une composition de liant clair selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes : - le mélange et le chauffage de l’agent plastifiant à une température comprise entre 140 et 200°C, - l’ajout de l’agent structurant, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140 et 200°C, - l’ajout du premier et du deuxième polymère, le mélange et le chauffage à une température comprise entre 140 et 200°C, - l’ajout de l’éventuel dope d’adhésivité, le mélange et le chauffage entre 140 et 200°C. Emulsion comprenant une composition de liant clair selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, de l’eau, et un agent émulsifiant. Enrobé comprenant (i) une composition de liant clair selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 ou une émulsion selon la revendication 10, (ii) des granulats et/ou des charges minérales, et éventuellement (iii) un ou plusieurs pigments. Utilisation d’une huile qui présente une teneur totale en composés aromatiques comprise entre 10% et 40 %, une teneur totale en composés paraffiniques comprise entre 35% et 65%, une teneur totale en composés naphténiques comprise entre 10% et 40 %, les teneurs étant données en poids et mesurées selon la méthode ASTM D2140, ladite huile ayant une viscosité cinématique à 100 °C allant de 15 mm 2 /s à 40 mm 2 /s, mesurée selon la méthode ASTM D445, et un point d’aniline allant de 50°C à 80°C, mesuré par la méthode ASTM D611, comme agent plastifiant dans une composition de liant clair pour améliorer la résistance au vieillissement de la composition de liant clair, en particulier pour améliorer la résistance au vieillissement des propriétés à froid de la composition de liant clair.