FR3075801B1 - METHOD FOR MANUFACTURING A RESIN-BASED BINDER FOR COATING WITH PELLETS OF MATERIAL, BINDER OBTAINED AND COATING OBTAINED - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un liant à base de résine pour revêtement à base de granulés de matière, ledit liant étant constitué d'une résine polyuréthane mono-composante comportant un composant de réaction unique formé d'une partie isocyanate, un solvant et un catalyseur. On utilise tout particulièrement un solvant ininflammable et non toxique constitué par un agent de nettoyage 2,5,7,10-TetraOxaUndecane (TOU), on ajoute par mélange ledit solvant en masse dans ladite partie isocyanate, et on obtient de manière surprenante et inattendue une résine polyuréthane mono-composante ininflammable et non toxique, transparente, ayant un bon comportement même dans des conditions d'utilisation extrêmes de température jusqu'à 45°C et d'humidité relative jusqu'à 90% pour lier des granulés de matière entre eux et à une surface à recouvrir et former un revêtement durable, résistant aux sollicitations mécaniques et aux rayonnements ultra-violets, de bel aspect et auto-drainant,The present invention relates to a process for the production of a resin-based binder for granular material coating, said binder consisting of a single-component polyurethane resin comprising a single reaction component formed of an isocyanate part, a solvent and a catalyst. A non-flammable and non-toxic solvent consisting of a 2,5,7,10-TetraOxaUndecane (TOU) cleaning agent is especially used, the said solvent is added by mass in the said isocyanate portion, and the result is surprisingly and unexpectedly obtained. a non-toxic, transparent, one-component, non-toxic, one-component polyurethane resin with good behavior even under extreme use conditions of temperature up to 45 ° C and relative humidity up to 90% to bind granules of material between them and to a surface to cover and form a durable coating, resistant to mechanical stress and ultraviolet radiation, of good appearance and self-draining,
Description
PROCEDE DE FABRICATION D’UN LIANT A BASE DE RESINE POUR REVETEMENT A BASE DE GRANULES DE MATIERE, LIANT OBTENU ET REVETEMENT REALISEMETHOD FOR MANUFACTURING A RESIN-BASED BINDER FOR COATING WITH PELLETS OF MATERIAL, BINDER OBTAINED AND COATING OBTAINED
Domaine technique :Technical area :
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un liant à base de résine pour revêtement à base de granulés de matière, ledit liant étant constitué d’une résine polyuréthane mono-composante comportant un composant de réaction unique formé d’une partie isocyanate, un solvant et un catalyseur.The present invention relates to a process for the production of a resin-based binder for granular material coating, said binder consisting of a single-component polyurethane resin comprising a single reaction component formed of an isocyanate part, a solvent and a catalyst.
L’invention concerne également un liant à base de résine obtenu par ledit procédé, et un revêtement obtenu par un mélange de granulés de matière avec ledit liant à base de résine polyuréthane mono-composante, ledit mélange étant agencé pour être appliqué sur une surface et pour former après polymérisation dudit liant un revêtement durable, résistant aux sollicitations mécaniques et aux rayonnements ultra-violets, de bel aspect et auto-drainant.The invention also relates to a resin-based binder obtained by said process, and a coating obtained by a mixture of granules of material with said mono-component polyurethane resin-based binder, said mixture being arranged to be applied to a surface and to form after polymerization of said binder a durable coating, resistant to mechanical stress and ultraviolet radiation, beautiful appearance and self-draining.
Technique antérieure :Prior art:
Les revêtements à granulés de matière sont largement répandus pour recouvrir un sol, un mur, un escalier, une bordure, une plage bordant un bassin, une allée, un balcon, une terrasse, une aire de jeu, etc., ces exemples d’application n’étant pas limitatifs. Us peuvent être appliqués sur tout type de surface, aussi bien à l’extérieur qu’à l’intérieur, pour un usage aussi bien professionnel que domestique. H existe majoritairement deux types de revêtement, à savoir des revêtements dits souples réalisés à partir de granulés de caoutchouc ou similaire d’origine naturelle, synthétique ou recyclée, ou de granulés de plastique ou similaire d’origine synthétique ou recyclée, et des revêtements dits durs réalisés à partir de granulés de minéraux ou d’autres matières dures. Ces derniers revêtements sont appelés communément des « moquettes de pierre » ou « tapis de pierre ». Us sont généralement fabriqués à partir de granulés de pierres naturelles à base de marbre, de granite, de quartz, ou similaire, et d’un mélange de pierres permettant de jouer avec les couleurs, ces pierres pouvant être issues par exemple de gravières ou de carrières. Us peuvent aussi être obtenus à partir de granulés de verre ou de toute autre matière dure. Ils offrent une alternative aux revêtements de sol classiques et ont l’avantage d’être particulièrement résistants au trafic piétonnier, d’être antidérapants et d’être auto-drainants évitant ainsi la stagnation de l’eau en surface en cas de pluie. La souplesse de ce type de revêtement est fonction des caractéristiques des granulés, qui sont choisis en fonction du domaine d’application visé. A titre indicatif, on privilégie les revêtements dits souples à base de granulés de caoutchouc plus ou moins flexibles pour des applications sportives et ludiques, et les revêtements dits durs pour les autres applications.Material pellet coatings are widely used to cover floors, walls, stairs, curbs, beach areas bordering pools, walkways, balconies, terraces, play areas, etc. These examples application not being limiting. They can be applied to any type of surface, both indoors and outdoors, for both professional and domestic use. There are mainly two types of coating, namely so-called flexible coatings made from granules of rubber or the like of natural, synthetic or recycled origin, or plastic or similar granules of synthetic or recycled origin, and so-called coatings. made from granules of minerals or other hard materials. These latter coatings are commonly referred to as "stone carpets" or "stone carpets". They are generally made from natural stone granules based on marble, granite, quartz, or similar, and a mixture of stones to play with the colors, these stones can be derived for example from gravel pits or stones. careers. They can also be obtained from glass granules or any other hard material. They offer an alternative to conventional flooring and have the advantage of being particularly resistant to pedestrian traffic, of being non-slip and of being self-draining, thus avoiding the stagnation of surface water in the event of rain. The flexibility of this type of coating is a function of the characteristics of the granules, which are chosen according to the intended field of application. As a guide, preference is given to so-called flexible coatings based on more or less flexible rubber granules for sports and leisure applications, and so-called hard coatings for other applications.
Les granulés de matière sont agglomérés entre eux et fixés à la surface à recouvrir par un liant, appelé aussi résine liant, de préférence transparent pour ne pas ternir la couleur des granulés et pour apporter en outre de la brillance, ce liant étant particulièrement résistant au jaunissement et permettant de réaliser un revêtement sans joint ni raccord. L’utilisation d’un liant à base de résine de polyuréthane bicomposant, comprenant deux composants de réaction, à savoir une partie polyol et une partie isocyanate, est connu depuis plusieurs années comme étant une technologie fiable, accessible et peu coûteuse. Toutefois, la technique de mise en œuvre de ce type de liant est contraignante étant donné qu’elle nécessite deux opérations de mélange avant de pouvoir appliquer le revêtement. En effet, il faut procéder à un premier mélange entre les deux composants de réaction du liant dans un rapport prédéfini précis, avant d’ajouter les granulés de matière et de procéder à un second mélange pour enrober de liant lesdits granulés de matière. Une fois ces deux mélanges effectués, le mélange granulés-liant obtenu peut être appliqué sur une surface à recouvrir. Ce type de liant bi-composant présente l’avantage de polymériser à l’air et à température ambiante permettant d’obtenir après polymérisation un revêtement compact, de bel aspect, très résistant aux sollicitations mécaniques, durable dans le temps, insensible aux rayonnements ultra-violets, et auto-drainant.The granules of material are agglomerated with each other and fixed to the surface to be covered by a binder, also called a binder resin, preferably transparent so as not to tarnish the color of the granules and to additionally provide gloss, this binder being particularly resistant to yellowing and to make a coating without joint or connection. The use of a bicomponent polyurethane resin binder comprising two reaction components, namely a polyol part and an isocyanate part, has been known for several years as a reliable, accessible and inexpensive technology. However, the technique of implementing this type of binder is restrictive since it requires two mixing operations before the coating can be applied. Indeed, it is necessary to proceed to a first mixture between the two reaction components of the binder in a precise predefined ratio, before adding the granules of material and to proceed to a second mixture to coat binder said granules of material. Once these two mixtures have been carried out, the granule-binder mixture obtained can be applied to a surface to be covered. This type of bicomponent binder has the advantage of polymerizing in air and at ambient temperature, which makes it possible to obtain, after polymerization, a compact coating, of good appearance, highly resistant to mechanical stresses, durable over time and insensitive to ultra-violet radiation. -violets, and self-draining.
Pour simplifier la technique de mise en œuvre et éviter les erreurs de mélange, les formules du liant ont évolué pour devenir des liants mono-composants, c’est-à-dire à un composant de réaction unique. Ainsi, de la partie polyol et de la partie isocyanate du liant bi-composant d’origine, il ne reste plus que la partie isocyanate. Les liants bicomposants étaient obtenus grâce à la réaction de la partie polyol sur la partie isocyanate pour former une résine polyuréthane. Les liants mono-composants, composés uniquement d’isocyanate, et le cas échéant d’additifs, forment une résine poly-urée grâce à la réaction de l’isocyanate avec l’humidité de l’air, avec ou sans ajout de catalyseur en fonction de la rapidité de prise souhaitée, et avec ou sans solvant pour fluidifier ou non le liant.To simplify the processing technique and avoid mixing errors, the binder formulas have evolved into single-component binders, i.e., a single reaction component. Thus, of the polyol portion and the isocyanate portion of the original two-component binder, there remains only the isocyanate portion. The two-component binders were obtained by reacting the polyol portion on the isocyanate portion to form a polyurethane resin. The single-component binders, composed solely of isocyanate, and optionally additives, form a polyurea resin through the reaction of the isocyanate with the moisture of the air, with or without the addition of catalyst. depending on the desired setting speed, and with or without a solvent to fluidify or not the binder.
On appelle « solvant » un agent liquide qui a la propriété de dissoudre et de diluer d'autres substances (solides, liquides ou gazeuses), sans modifier chimiquement les autres substances et sans lui-même se modifier. L’adjonction d’un solvant présente ici l’avantage de pouvoir contrôler et modifier la viscosité du liant qui conditionne la mise en œuvre du mélange « granulés-liant » et sa facilité à être appliqué sur une surface à recouvrir. Il a également l’avantage d’être volatil, ayant pour effet d’entraîner avec lui le gaz généré au cours de la réaction de polymérisation, et de permettre à la fois un séchage plus rapide et l’absence de bulles à la surface du revêtement. Or les solvants connus sont majoritairement des solvants inflammables. C’est pourquoi on a cherché tout d’abord des solutions de liant mono-composant sans solvant pour éviter ce risque.The term "solvent" means a liquid agent that has the property of dissolving and diluting other substances (solid, liquid or gaseous), without chemically modifying the other substances and without itself modifying itself. The addition of a solvent has the advantage here of being able to control and modify the viscosity of the binder which conditions the use of the "granule-binder" mixture and its ease of being applied to a surface to be covered. It also has the advantage of being volatile, having the effect of dragging with it the gas generated during the polymerization reaction, and allowing both a faster drying and the absence of bubbles on the surface of the polymerization reaction. coating. The known solvents are mainly flammable solvents. This is why we sought first solutions of single-component binder without solvent to avoid this risk.
Le choix d’un liant mono-composant sans solvant semblait par conséquent constituer le mode préférentiel du fait de l’absence de solvant. Des essais effectués en laboratoire ont donné des résultats concluants. Néanmoins, des essais en situation réelle sur chantier ont démontré que la formule de liant mono-composant sans solvant n’était pas fiable pour des températures supérieures à des températures ambiantes, c’est-à-dire supérieures à 25°C. En effet, dans des conditions de température « extrême » (jusqu’à 45°C) avec une humidité relative extrême (HR jusqu’à 90%), la formule de liant mono-composant sans solvant réagit rapidement et mousse. La réaction entre l’isocyanate et les molécules d’eau contenues dans l’air à ces conditions extrêmes génère du gaz qui n’a pas le temps de s’échapper et reste prisonnier du liant. On a ainsi constaté que les bulles de gaz contenues dans le liant remontent à la surface du revêtement, restent en surface et créent un état de surface cloqué. Le revêtement ainsi obtenu est par conséquent recouvert de bulles, ce qui est inacceptable. Suite à ce constat d’échec, le choix d’un liant mono-composant sans solvant a été abandonné.The choice of a solvent-free one-component binder therefore seemed to be the preferential mode because of the absence of solvent. Laboratory tests have yielded conclusive results. Nevertheless, real-life field tests have shown that the solvent-free one-component binder formula is unreliable at temperatures above ambient temperatures, that is, above 25 ° C. Indeed, under "extreme" temperature conditions (up to 45 ° C) with extreme relative humidity (RH up to 90%), the solvent-free one-component binder formula reacts quickly and foam. The reaction between the isocyanate and the water molecules in the air at these extreme conditions generates gas that has no time to escape and remains trapped in the binder. It has thus been found that the gas bubbles contained in the binder rise to the surface of the coating, remain on the surface and create a state of blistered surface. The coating thus obtained is therefore covered with bubbles, which is unacceptable. Following this failure, the choice of a single-component binder without solvent was abandoned.
On a ensuite cherché d’autres solutions de liant mono-composant avec solvant, mais en prenant soin de sélectionner des solvants ininflammables. Différents essais de formulations ont été effectués avec différents solvants ininflammables connus tels qu’à titre d’exemples le diméthylsulfoxyde (DMSO), le NOVEXPANS™N90 (solvant à base de 1,2 trans-dichloroéthylène), le NOVEXPANS™ N11B (solvant à base de succinate de diméthyle), etc. pour remplacer le solvant inflammable contenu dans le liant mono-composant mais sans résultat acceptable. En effet, le problème principal rencontré avec les solvants ininflammables réside justement dans le fait qu’ils sont très peu volatils. Leur faible volatilité ne leur permet pas d’évacuer le gaz généré au cours de la réaction de polymérisation de la résine. Ainsi, les résultats obtenus sont décevants, au même titre qu’un liant mono-composant sans solvant comme décrit ci-dessus.Other solutions of single-component binder with solvent were then sought, but care was taken to select non-flammable solvents. Various formulation tests have been carried out with various known non-flammable solvents such as, for example, dimethylsulfoxide (DMSO), NOVEXPANS ™ N90 (solvent based on 1,2-trans-dichloroethylene), NOVEXPANS ™ N11B (solvent with dimethyl succinate base), etc. to replace the flammable solvent contained in the single-component binder but without acceptable results. Indeed, the main problem with non-flammable solvents lies in the fact that they are very little volatile. Their low volatility does not allow them to evacuate the gas generated during the polymerization reaction of the resin. Thus, the results obtained are disappointing, as well as a single-component binder without solvent as described above.
In fine, le choix d’un liant mono-composant avec solvant inflammable s’est révélé être la meilleure solution. On a en effet constaté que, grâce à d’adjonction d’un solvant, le liant mono-composant obtenu est plus fluide, se travaille mieux, ne mousse pas et donne en outre des résultats supérieurs aux liants bi-composants traditionnels et au liant mono-composant sans solvant. Des essais en situation réelle sur chantier ont permis de vérifier ces bons résultats obtenus en laboratoire, à savoir l’obtention d’un revêtement de sol de grande qualité aussi bien esthétique que mécanique, au moyen d’une formule de liant mono-composant avec solvant qui a été utilisée dans des conditions de température et d’humidité relative sévères : jusqu’à 45°C et jusqu’à 90% HR.In the end, the choice of a single-component binder with flammable solvent proved to be the best solution. It has indeed been found that, thanks to the addition of a solvent, the mono-component binder obtained is more fluid, works better, does not foam and also gives superior results to traditional bicomponent binders and binder. mono-component without solvent. Real-life tests on site have verified these good results obtained in the laboratory, namely the obtaining of a high-quality flooring, both aesthetic and mechanical, by means of a single-component binder formula with solvent that has been used in severe temperature and relative humidity conditions: up to 45 ° C and up to 90% RH.
C’est ainsi qu’on trouve à ce jour de nombreux liants à base de résine monocomposant avec solvant inflammable, commercialisés pour des applications dans le domaine du revêtement de sol à partir de granulés de matière. Les solvants contenus dans ces liants peuvent être à titre d’exemple de l’acétone, du méthyléthylcétone, du xylène, du n-butyl-acétate, etc.Thus, to date, many binders based on single-component resin with flammable solvent, marketed for applications in the field of flooring from granules of material. The solvents contained in these binders may be, for example, acetone, methyl ethyl ketone, xylene, n-butyl acetate, etc.
Bien qu’il ait été prouvé que le liant mono-composant avec solvant était un produit efficace pour ce type d’applications, il n’en demeure pas moins qu’il possède un défaut majeur lié à la présence de solvant inflammable. Ce solvant, indispensable à la mise en œuvre du liant mono-composant et aux bons résultats obtenus, a l’inconvénient majeur d’être inflammable et de dégager une légère odore désagréable. Par conséquent, sa mise en œuvre comporte des risques d’hygiène et de sécurité pour les opérateurs compte tenu de la toxicité des substances et du risque incendie. Ces risques sont aggravés si l’application du revêtement comportant ce type de liant est effectuée à l’intérieur d’un local dans un milieu fermé en partie ou en totalité.Although it has been proven that the single-component binder with solvent was an effective product for this type of application, the fact remains that it has a major defect related to the presence of flammable solvent. This solvent, essential for the implementation of the single-component binder and the good results obtained, has the major disadvantage of being flammable and to release a slight odore unpleasant. Consequently, its implementation entails health and safety risks for the operators, given the toxicity of the substances and the fire risk. These risks are aggravated if the application of the coating comprising this type of binder is performed inside a room in a closed environment in part or in whole.
Les solutions actuelles de liant mono-composant sans solvant ou avec solvant inflammable ou ininflammable ne donnent donc pas satisfaction.Current solutions of single-component binder without solvent or with flammable or non-flammable solvent are therefore unsatisfactory.
Exposé de l'invention :Presentation of the invention
La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un liant à base de résine mono-composant avec solvant, sans danger pour les opérateurs même lorsque l’application est effectuée en milieu clos, permettant une mise en œuvre et une application aisée, dans des conditions de température et d’humidité relativement sévères : au-delà de 35°C et jusqu’à 45°C, avec une humidité relative jusqu’à 90%, sans bullage, ni défaut d’aspect à la surface dudit revêtement obtenu, tout en garantissant de meilleures performances esthétiques et mécaniques du revêtement obtenu que les solutions actuellement connues. L’invention a pour but également de permettre d’une part de répondre aux nouvelles règlementations en matière de santé publique, et d’autre part d’obtenir une résine transparente, durable et résistante aux rayonnements ultra-violets, sans aucun défaut d’aspect, particulièrement adaptée aux applications dans le domaine du revêtement de sol à base de granulés de matière, et ce quelle que soit la nature desdites granulés.The present invention aims to overcome these disadvantages by proposing a binder based on single-component resin with solvent, without danger for operators even when the application is carried out in a closed environment, allowing easy implementation and application, in relatively severe temperature and humidity conditions: above 35 ° C and up to 45 ° C, with relative humidity up to 90%, without bubbling, or lack of appearance on the surface of said coating obtained, while guaranteeing better aesthetic and mechanical performance of the coating obtained than currently known solutions. The invention also aims to allow on the one hand to meet the new regulations in public health, and on the other hand to obtain a transparent resin, durable and resistant to ultraviolet radiation, without any defect of aspect, particularly suitable for applications in the field of granular material-based flooring, and whatever the nature of said granules.
Dans ce but, l'invention concerne un procédé de fabrication d’un liant tel que défini en préambule, caractérisé en ce que l’on utilise un solvant ininflammable et non toxique constitué par un agent de nettoyage 2,5,7,10-TetraOxaUndecane (TOU), en ce que l’on ajoute par mélange ledit solvant en masse dans ladite partie isocyanate pour former ladite résine polyuréthane mono-composante, en ce que l’on conditionne ladite résine polyuréthane mono-composante, et en ce que l’on obtient un liant à base de résine polyuréthane mono-composante ininflammable et non toxique, transparente, ayant un bon comportement même dans des conditions d’utilisation extrêmes de température jusqu’à 45°C et d’humidité relative jusqu’à 90% permettant de mélanger ledit liant à des granulés de matière dans un rapport prédéfini, d’appliquer ledit mélange sur une surface à recouvrir aussi bien en extérieur qu’en intérieur, ledit liant étant agencé pour polymériser à l’air et à température ambiante pour lier lesdits granulés de matière entre eux et à ladite surface recouverte et pour former, après polymérisation, un revêtement durable, résistant aux sollicitations mécaniques et aux rayonnements ultra-violets, de bel aspect et auto-drainant.For this purpose, the invention relates to a method for manufacturing a binder as defined in the preamble, characterized in that a non-flammable and non-toxic solvent consisting of a cleaning agent 2,5,7,10- is used. TetraOxaUndecane (TOU), in that said solvent is mixed by mass in said isocyanate portion to form said mono-component polyurethane resin, in that said mono-component polyurethane resin is conditioned, and in that a non-toxic, transparent, one-component, non-toxic, one-component polyurethane resin binder is obtained which has good behavior even under extreme use conditions of temperature up to 45 ° C and relative humidity of up to 90% for mixing said binder with granules of material in a predefined ratio, to apply said mixture to a surface to be covered both externally and internally, said binder being arranged to polymerize r at room temperature and air to bind said granules of material between them and said covered surface and to form, after polymerization, a durable coating, resistant to mechanical stresses and ultraviolet radiation, beautiful appearance and self- draining.
L’on peut ajouter ledit 2,5,7,10-TetraOxaUndecane (TOU) à hauteur d’au plus 25% en masse et préférentiellement d’au plus 15% en masse avec un minimum de 1% en masse de ladite résine.Said 2,5,7,10-TetraOxaUndecane (TOU) may be added up to at most 25% by weight and preferably at most 15% by mass with a minimum of 1% by weight of said resin.
L’on peut également utiliser avantageusement un catalyseur non toxique exempt de mercure agencé pour faire réagir les fonctions isocyanates dudit composant de réaction unique en présence de molécules d’eau contenues dans l’air ambiant. On peut choisir un catalyseur conventionnel exempt de mercure, à base de métal choisi dans le groupe comprenant l'étain, le plomb, le zinc, le bismuth, le cadmium, de l'antimoine, l’aluminium, le zirconium, pris seul ou en combinaison.It is also possible to advantageously use a non-toxic mercury-free catalyst designed to react the isocyanate functions of said single reaction component in the presence of water molecules contained in the ambient air. A conventional mercury-free metal-based catalyst selected from the group consisting of tin, lead, zinc, bismuth, cadmium, antimony, aluminum, zirconium, alone or in combination.
De manière préférentielle, on choisit un catalyseur à base de sel d’étain parmi les composés du dibutylétain, et de préférence parmi le groupe comprenant le diacétate de dibutylétain, le dilaurate de dibutylétain, et on ajoute ledit catalyseur à base de sel d’étain à hauteur d’au moins 200 ppm et d’au plus 5000 ppm, et de préférence d’au plus 300 ppm de ladite résine.Preferably, a tin salt catalyst is selected from the dibutyltin compounds, and preferably from the group comprising dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, and said tin salt catalyst is added at least 200 ppm and at most 5000 ppm, and preferably at most 300 ppm of said resin.
En fonction des variantes de réalisation, on peut ajouter dans ladite résine polyuréthane mono-composante au moins un additif choisi parmi un absorbeur de rayonnements ultra-violets à hauteur de 0,1 à 4% en masse, un stabilisateur de lumière à hauteur de 0,1 à 2% en masse. On peut également ajouter dans ladite résine polyuréthane mono-composante au moins un additif complémentaire choisi parmi un absorbeur d’humidité à hauteur de 0,1 à 3% en masse, un antioxydant à hauteur de 0,1 à 2% en masse.Depending on the variant embodiments, at least one additive selected from an ultraviolet radiation absorber at a level of 0.1 to 4% by weight, a light stabilizer at a height of 0, may be added to the said mono-component polyurethane resin. 1 to 2% by weight. It is also possible to add in said mono-component polyurethane resin at least one additional additive chosen from a moisture absorber at a level of 0.1 to 3% by weight, an antioxidant at a level of 0.1 to 2% by weight.
Dans une forme préférée de l’invention, on sélectionne, pour ladite partie isocyanate, au moins un polyisocyanate aliphatique ayant trois fonctions isocyanates, représentant au moins 40% en masse et préférentiellement au moins 65% en masse avec un maximum de 99% en masse de ladite résine, choisi dans le groupe comprenant un trimère de l’hexaméthylène diisocyanate (HDI), un trimère de l’IPDI, un trimère du PDI, seul ou en combinaison.In a preferred form of the invention, at least one aliphatic polyisocyanate having three isocyanate functions, representing at least 40% by weight and preferably at least 65% by weight with a maximum of 99% by mass, is selected for said isocyanate part. said resin selected from the group consisting of a trimer of hexamethylene diisocyanate (HDI), a trimer of IPDI, a trimer of PDI, alone or in combination.
En fonction des variantes de réalisation, on peut ajouter dans ladite partie isocyanate au moins un autre polyisocyanate aliphatique ayant deux ou plus de fonctions isocyanates, représentant au plus 60% en masse et préférentiellement au plus 35% en masse de ladite résine, choisi dans le groupe comprenant par exemple un biuret du HDI, un polymère du HDI, seul ou en combinaison.Depending on the variant embodiments, at least one other aliphatic polyisocyanate having two or more isocyanate functional groups, representing at most 60% by weight and preferably at most 35% by weight of said resin selected from the group comprising, for example, a biuret of HDI, a polymer of HDI, alone or in combination.
On peut également choisir en partie ou en totalité au moins un polyisocyanate aliphatique biosourcé pour fabriquer un liant à tendance écologique.It is also possible to choose in part or in full at least one biosourced aliphatic polyisocyanate to produce a binder with an ecological tendency.
Le but de l'invention est également atteint par un liant obtenu selon le procédé de fabrication décrit ci-dessus, par un revêtement de surface avantageusement obtenu par mélange dudit liant et de granulés de matière dans un rapport compris entre 1/20 et 1/5.The object of the invention is also achieved by a binder obtained according to the manufacturing method described above, by a surface coating advantageously obtained by mixing said binder and granules of material in a ratio of between 1/20 and 1 / 5.
En fonction des applications, les granulés de matière peuvent être choisis dans des matières souples comprenant les caoutchoucs d’origine naturelle, synthétique et recyclée, les plastiques d’origine synthétique et recyclée, utilisées seules ou mélangées. Ils peuvent également être choisis dans des matières dures comprenant le marbre, le granite, le quartz, le verre, utilisées seules ou mélangées.Depending on the application, the granules of material may be chosen from flexible materials including natural, synthetic and recycled rubbers, plastics of synthetic and recycled origin, used alone or mixed. They can also be selected from hard materials including marble, granite, quartz, glass, used alone or mixed.
Le revêtement de surface obtenu peut former au choix un revêtement d’un seul tenant et sans raccord appliqué directement sur une surface à recouvrir, ou un revêtement de surface en plaques agencées pour être posées sur une surface à recouvrir.The resulting surface coating may optionally form a single, seamless liner applied directly to a surface to be coated, or a surface coating of plates arranged to be laid on a surface to be coated.
Description de l'invention et de ses variantes :Description of the invention and its variants:
De manière tout à fait fortuite, des essais de formulation de liant mono-composant ont été effectués avec un agent de nettoyage, le 2,5,7,10-TetraOxaUndecane, connu sous la dénomination « TOU », utilisé comme solvant pour des compositions de polyuréthane en dispersion. Ce produit a l’avantage d’être ininflammable, donc a priori peu volatil. H est connu pour avoir un pouvoir dissolvant extrêmement élevé et un bon profil toxicologique et éco-toxicologique. Le TOU est par exemple un remplacement du NMP ou N-méthyl-pyrrolidone, qui est un amide cyclique souvent utilisé en tant que solvant organique. La publication WO 2016/144756 Al divulgue Γutilisation de l’agent TOU comme primaire d’accrochage, et la publication WO 2017/1088072 Al divulgue Lutilisation de l’agent TOU comme solvant pour des compositions de polyuréthane en dispersion.Quite coincidentally, single-component binder formulation tests were carried out with a cleaning agent, 2,5,7,10-TetraOxaUndecane, known under the name "TOU", used as a solvent for compositions. polyurethane dispersion. This product has the advantage of being nonflammable, so a priori not very volatile. H is known to have an extremely high dissolving power and a good toxicological and eco-toxicological profile. TOU is for example a replacement of NMP or N-methyl-pyrrolidone, which is a cyclic amide often used as an organic solvent. Publication WO 2016/144756 A1 discloses the use of TOU as a primer, and WO 2017/1088072 A1 discloses the use of TOU as a solvent for dispersed polyurethane compositions.
Or, lors de ces essais fortuits, il a été découvert de manière surprenante et inattendue qu’en substituant l’agent TOU au solvant inflammable habituel en masse dans une résine polyuréthane mono-composante, le liant obtenu a un bon comportement et produit les effets techniques escomptés même pour des températures supérieures à des températures ambiantes, c’est-à-dire supérieures à 25°C. En effet, dans des conditions de température « extrême » (jusqu’à 45°C) avec une humidité relative extrême (HR jusqu’à 90%), la formule de liant mono-composant avec le TOU comme solvant ininflammable ne mousse pas. On a en effet constaté que le TOU est suffisamment volatil pour entraîner avec lui le gaz généré au cours de la réaction de polymérisation et éviter ainsi toute formation de bulle à la surface du revêtement. En outre, le liant obtenu est ininflammable, non toxique, de qualité homogène, transparent, d’une viscosité adaptée à l’application de revêtement envisagée, facile à travailler à température ambiante, en toute sécurité pour les opérateurs aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur.However, during these fortuitous tests, it was surprisingly and unexpectedly discovered that by replacing the TOU agent with the usual flammable solvent in bulk in a mono-component polyurethane resin, the binder obtained has a good behavior and produces the effects. expected techniques even for temperatures above ambient temperatures, that is, above 25 ° C. Indeed, under "extreme" temperature conditions (up to 45 ° C) with extreme relative humidity (RH up to 90%), the one-component binder formula with TOU as non-flammable solvent does not foam. It has indeed been found that the TOU is volatile enough to carry with it the gas generated during the polymerization reaction and thus avoid any bubble formation on the surface of the coating. In addition, the binder obtained is non-flammable, non-toxic, of homogeneous quality, transparent, of a viscosity adapted to the application of coating envisaged, easy to work at room temperature, in complete safety for the operators as well inside only outside.
Les essais ont ainsi démontré qu’il était tout à fait possible d’obtenir un liant monocomposant avec l’agent TOU comme solvant ininflammable, et que le liant obtenu permettait d’aboutir à des résultats comparables voire supérieurs à ceux obtenus dans les mêmes conditions de température et d’humidité relative que les liants monocomposants avec solvant inflammable.The tests thus demonstrated that it was entirely possible to obtain a one-component binder with the TOU agent as a non-flammable solvent, and that the binder obtained made it possible to obtain results comparable to or even greater than those obtained under the same conditions. temperature and relative humidity as single-component binders with flammable solvent.
L’invention concerne donc un liant composé d’une résine mono-composante dite « poly-urée » agencée pour créer des liaisons urées en polymérisant, mais appelée dans la suite de la description « résine polyuréthane » qui est le terme générique communément employé, ainsi qu’un procédé de fabrication dudit liant. Le liant obtenu après polymérisation est transparent, durable et résistant aux sollicitations mécaniques et aux rayonnements ultra-violets. Le liant de l’invention est réticulé grâce la réaction de l’humidité contenue dans l’air ambiant sur la seule partie isocyanate qui constitue ladite résine mono-composante.The invention therefore relates to a binder composed of a single-component resin called "poly-urea" arranged to create urea bonds by polymerizing, but hereinafter referred to as "polyurethane resin" which is the generic term commonly used, and a method of manufacturing said binder. The binder obtained after polymerization is transparent, durable and resistant to mechanical stress and ultraviolet radiation. The binder of the invention is crosslinked by the reaction of the moisture contained in the ambient air on the only isocyanate part which constitutes said single-component resin.
Cette résine polyuréthane mono-composante comprend un ou plusieurs isocyanates aliphatiques. Elle inclut également un solvant ininflammable : le TOU. Enfin, elle contient de manière préférentielle un catalyseur pour limiter son temps de prise. Elle peut en outre contenir un ou plusieurs additifs, comme expliqué plus loin, pour ajouter des propriétés audit liant.This mono-component polyurethane resin comprises one or more aliphatic isocyanates. It also includes a non-flammable solvent: the TOU. Finally, it preferably contains a catalyst to limit its setting time. It may further contain one or more additives, as explained later, to add properties to said binder.
Le liant de l’invention est mélangé, selon un rapport défini, à des granulés de matière choisis en fonction du type de revêtement à réaliser, qui peuvent être des granulés de matière souple telle que le caoutchouc ou des granulés de matière dure telle que la pierre, comme expliqué en détail dans l’état de l’art. Ce rapport défini peut être compris entre 1/20 et 1/5, sans que cette plage ne soit limitative. Le mélange obtenu peut être ensuite appliqué sur une surface à recouvrir pour réaliser un revêtement de surface d’un seul tenant et sans raccord, qui va polymériser naturellement à l’air ambiant. Le mélange obtenu peut aussi être coulé dans un moule pour former des plaques de revêtement de surface qu’il suffira de poser avec ou sans colle sur une surface à recouvrir en fonction du type de revêtement à réaliser.The binder of the invention is mixed, according to a defined ratio, with granules of material chosen according to the type of coating to be produced, which may be granules of flexible material such as rubber or granules of hard material such as stone, as explained in detail in the state of the art. This defined ratio can be between 1/20 and 1/5, without this range being limiting. The resulting mixture can then be applied to a surface to be coated to provide a seamless, one-piece surface coating that will naturally polymerize in ambient air. The mixture obtained can also be poured into a mold to form surface coating plates that will be sufficient to pose with or without adhesive on a surface to be coated depending on the type of coating to be performed.
La résine polyuréthane mono-composante de la présente invention comporte un composant de réaction unique formé de sa seule partie isocyanate qui réticule grâce à ses fonctions isocyanates lesquelles vont réagir avec les molécules d’eau contenues dans l’air ambiant. Elle comprend à cet effet un ou plusieurs isocyanates aliphatiques et de préférence au moins un polyisocyanate aliphatique. Les polyisocyanates sont des composants ayant deux ou plus de fonctions isocyanates. Dans la présente invention, la résine est composée préférentiellement d’un polyisocyanate aliphatique ayant trois fonctions isocyanates (f=3), représentant au moins 40% en masse et de préférence au moins 65% en masse avec un maximum de 99% en masse de ladite résine. Le polyisocyanate aliphatique peut être le seul composé isocyanate, ou il peut être combiné avec d’autres polyisocyanates aliphatiques ayant deux ou plus de fonctions isocyanates (f>=2), tels que par exemple le trimère de l’IPDI, le trimère du PDI, synthétique ou biosourcé, le biuret du HDI, le polymère du HDI, etc. représentant au plus 60% en masse et préférentiellement au plus 35% en masse de ladite résine.The single-component polyurethane resin of the present invention comprises a single reaction component consisting of its only isocyanate part which cross-links thanks to its isocyanate functions which will react with the water molecules contained in the ambient air. It comprises for this purpose one or more aliphatic isocyanates and preferably at least one aliphatic polyisocyanate. Polyisocyanates are components having two or more isocyanate functions. In the present invention, the resin is preferably composed of an aliphatic polyisocyanate having three isocyanate functions (f = 3), representing at least 40% by weight and preferably at least 65% by weight with a maximum of 99% by weight of said resin. The aliphatic polyisocyanate may be the only isocyanate compound, or it may be combined with other aliphatic polyisocyanates having two or more isocyanate functions (f> = 2), such as for example the IPDI trimer, the PDI trimer synthetic or biosourced biuret HDI, polymer HDI, etc. representing at most 60% by weight and preferably at most 35% by weight of said resin.
De manière préférentielle, la résine polyuréthane mono-composante selon l’invention nécessite un catalyseur qui a pour fonction d’accélérer la réaction des fonctions isocyanates du composant de réaction unique avec les molécules d’eau présentent dans l’air pour former des liaisons urées. On choisira un catalyseur, exempt de mercure au vu de sa toxicité, par exemple mais non exclusivement un catalyseur métallique choisi dans un groupe comportant l’étain, le plomb, le zinc, le bismuth, le cadmium, l’antimoine, l’aluminium, le zirconium, pris seul ou en combinaison, cette liste n’étant pas exhaustive. Le choix du catalyseur non toxique peut s’étendre à tout autre catalyseur non métallique connu de l’homme du métier. On préférera un catalyseur à base d’étain, notamment les composés de dibutylétain, et de manière préférentielle le dibutylétain diacétate ou le dibutylétain dilaurate. Le catalyseur est inclus à hauteur d’au moins 200 ppm et d’au plus 5000 ppm de la résine et plus préférentiellement à hauteur d’au plus 300 ppm de ladite résine.Preferably, the single-component polyurethane resin according to the invention requires a catalyst whose function is to accelerate the reaction of the isocyanate functions of the single reaction component with the water molecules present in the air to form urea bonds. . A catalyst, free of mercury in view of its toxicity, will be chosen, for example but not exclusively a metal catalyst selected from a group comprising tin, lead, zinc, bismuth, cadmium, antimony, aluminum , zirconium, taken alone or in combination, this list is not exhaustive. The choice of non-toxic catalyst can be extended to any other non-metallic catalyst known to those skilled in the art. A tin catalyst, especially dibutyltin compounds, and preferentially dibutyltin diacetate or dibutyltin dilaurate, is preferred. The catalyst is included at a level of at least 200 ppm and at most 5000 ppm of the resin and more preferably at most 300 ppm of said resin.
Ladite résine polyuréthane mono-composante contient un solvant ininflammable : le 2, 5, 7, 10-tetraoxaundecane (TOU). Il est intégré à hauteur d’au plus 25% en masse et préférentiellement d’au plus 15% en masse avec un minimum de 1% en masse de ladite résine.The single-component polyurethane resin contains a non-flammable solvent: 2,5,7,10-tetraoxaundecane (TOU). It is integrated at a maximum of 25% by weight and preferably at most 15% by weight with a minimum of 1% by weight of said resin.
Optionnellement, la résine polyuréthane mono-composante selon l’invention peut inclure divers additifs. Par exemple, des absorbeurs UV (Ultra-Violet) peuvent être utilisés pour améliorer la résistance aux expositions extérieures du liant. Les absorbeurs UV généralement reconnu dans l’art sont convenables pour l’invention, tels qu’à titre d’exemple ceux commercialisés sous la marque Tinuvin® 312, sans que cet exemple ne soit limitatif. La quantité d’absorbeur UV est préférentiellement comprise entre 0,1 et 4% en masse de ladite résine.Optionally, the single-component polyurethane resin according to the invention may include various additives. For example, UV absorbers (Ultra-Violet) can be used to improve the external exposure resistance of the binder. The UV absorbers generally recognized in the art are suitable for the invention, such as those sold under the trademark Tinuvin® 312, for example, without this example being limiting. The amount of UV absorber is preferably between 0.1 and 4% by weight of said resin.
H est également possible d’utiliser un stabilisateur de lumière appelé HALS (Hindered Amine Light Stabilizer) à la place ou en combinaison avec l’absorbeur UV. H contribue à la photo stabilisation de la résine polyuréthane mono-composante en piégeant les radicaux alkoxy et hydroxy qui sont produits par la dissociation des hydroperoxydes. Les stabilisateurs HALS généralement reconnus dans l’état de l’art sont convenables pour l’invention, tels qu’à titre d’exemple ceux commercialisés sous la marque Chisorb® 292, sans que cet exemple ne soit limitatif. La quantité de HALS souhaitée se situe de préférence entre 0,1 et 2% en masse de ladite résine.It is also possible to use a light stabilizer called HALS (Hindered Amine Light Stabilizer) instead of or in combination with the UV absorber. H contributes to the photo stabilization of the mono-component polyurethane resin by trapping the alkoxy and hydroxy radicals that are produced by the dissociation of hydroperoxides. The HALS stabilizers generally recognized in the state of the art are suitable for the invention, such as those sold under the trademark Chisorb® 292, for example, without this example being limiting. The amount of HALS desired is preferably between 0.1 and 2% by weight of said resin.
De plus, d’autres additifs peuvent éventuellement être intégrés dans la résine polyuréthane mono-composante comme les absorbeurs d’humidité et les antioxydants etc. Les produits conventionnels de ces catégories de produits reconnus dans l’état de l’art peuvent convenir dans l’invention pour améliorer les propriétés finales du liant. Les absorbeurs d’humidité sont préférentiellement inclus entre 0,1 et 3% en masse de ladite résine, et les antioxydants entre 0,1 et 2% en masse de ladite résine.In addition, other additives may optionally be incorporated in the mono-component polyurethane resin such as moisture absorbers and antioxidants etc. Conventional products of these product categories recognized in the state of the art may be suitable in the invention for improving the final properties of the binder. The moisture absorbers are preferably included between 0.1 and 3% by weight of said resin, and the antioxidants between 0.1 and 2% by weight of said resin.
La viscosité de la résine polyuréthane mono-composante obtenue, avant le mélange avec les granulés de matière, est maintenue à une viscosité spécifique. La viscosité est mesurée sur un viscosimètre Brookfield RVT avec le mobile 2 à une vitesse de 10 tours par minute. Sa viscosité est maintenue dans un intervalle de 400 à 2000 mPa/s à 23°C et préférentiellement entre 500 et 2000 mPa/s à 23°C.The viscosity of the mono-component polyurethane resin obtained before mixing with the granules of material is maintained at a specific viscosity. The viscosity is measured on a Brookfield RVT viscometer with the mobile 2 at a speed of 10 revolutions per minute. Its viscosity is maintained in a range of 400 to 2000 mPa / s at 23 ° C. and preferably between 500 and 2000 mPa / s at 23 ° C.
La viscosité de la résine polyuréthane mono-composante est importante pour l’application visée : une viscosité trop faible ne permettra pas un enrobage suffisant des granulés de matière, tandis qu’une viscosité trop élevée engendrera une difficulté pour l’opérateur d’étaler correctement son mélange sur la surface à recouvrir.The viscosity of the single-component polyurethane resin is important for the intended application: a too low viscosity will not allow sufficient coating of the granules of material, while a too high viscosity will cause a difficulty for the operator to spread correctly. its mixture on the surface to be covered.
La résine polyuréthane mono-composante telle que décrite constitue ainsi le liant selon l’invention. Ce liant est conditionné dans un contenant. Le liant doit rester transparent, à savoir qu’il ne doit pas jaunir avec le temps sous l’effet du rayonnement des UV. H est destiné à être mélangé sur le chantier avec des granulés de matière dans une proportion définie, par exemple dans un rapport compris entre 1/20 et 1/5, en fonction du type de revêtement à réaliser, sans que cette plage ne soit limitative. Le mélange obtenu est ensuite déposé et appliqué sur une surface à recouvrir d’un seul tenant et sans raccord. Le temps de travail du mélange granulésliant est estimé entre 40mn et Ih. Le liant polymérise naturellement à la température ambiante en agglomérant les granulés de matière entre eux et en les fixant solidairement à la surface recouverte par ledit mélange. Il forme ainsi un revêtement uniforme, durci, avec ou non une certaine souplesse en fonction du type de granulés de matière, très solide, résistant aux sollicitations mécaniques, aux intempéries et aux rayons ultra-violets, et auto-drainant. La réticulation s’effectue correctement à des températures comprises entre 5°C et 35°C, voire supérieures à 35°C et jusqu’à 45°C permettant de travailler en plein été, sans rencontrer de difficulté, et ce même dans des conditions d’humidité relative extrêmes jusqu’à 90% HR. Le niveau de gélification du revêtement, c’est-à-dire un revêtement hors poussière et accessible avec prudence, est d’environ 12h après la pose à température ambiante, et le temps de durcissement définitif est de 7 jours après la pose.The mono-component polyurethane resin as described thus constitutes the binder according to the invention. This binder is packaged in a container. The binder must remain transparent, ie it must not yellow with time under the effect of UV radiation. H is intended to be mixed on site with granules of material in a defined proportion, for example in a ratio of between 1/20 and 1/5, depending on the type of coating to be produced, without this range being limiting . The mixture obtained is then deposited and applied to a surface to be covered in one piece and without connection. The working time of the granulating mixture is estimated between 40 minutes and 1 hour. The binder polymerizes naturally at room temperature by agglomerating the granules of material together and fixing them solidarily to the surface covered by said mixture. It thus forms a uniform, hardened coating, with or without a certain flexibility depending on the type of material granules, very solid, resistant to mechanical stresses, weather and ultraviolet rays, and self-draining. The crosslinking is carried out correctly at temperatures between 5 ° C and 35 ° C, or even higher than 35 ° C and up to 45 ° C to work in summer, without encountering any difficulty, even under conditions extreme relative humidity up to 90% RH. The gelling level of the coating, ie a dust-free and carefully accessible coating, is approximately 12 hours after installation at ambient temperature, and the final curing time is 7 days after laying.
Formule de baseBasic formula
Pour que le liant à base de résine dure dans le temps, il est courant d’intégrer des additifs notamment afin de le protéger contre le jaunissement sous l’effet prolongé des rayonnements ultra-violets émis par le soleil.In order for the resin-based binder to last over time, it is common to incorporate additives, in particular to protect it against yellowing under the prolonged effect of ultraviolet radiation emitted by the sun.
Deux variantes de formulation de la résine selon l’invention sont décrites ci-après : une première variante de résine sans additif et une seconde variante de résine intégrant des additifs.Two variants of the formulation of the resin according to the invention are described below: a first variant of resin without additive and a second resin variant incorporating additives.
Formulation de la résine sans additifFormulation of resin without additives
91,91 g de trimère de l’hexaméthylène diisocyanate (HDI), 8 g de 2, 5, 7, 10tetraoxaundecane (TOU) et 0,09 g de dilaurate de dibutylétain sont introduits dans le réacteur de production.91.91 g of trimer of hexamethylene diisocyanate (HDI), 8 g of 2, 5, 7, 10 tetraoxaundecane (TOU) and 0.09 g of dibutyltin dilaurate are introduced into the production reactor.
La température du mélange est portée à 40°C.The temperature of the mixture is raised to 40 ° C.
Le mélange est agité pendant 2h sous vide.The mixture is stirred for 2 hours under vacuum.
Le produit est ensuite conditionné.The product is then conditioned.
Comme énoncé, le mélange est chauffé à une température 40°C afin de diminuer sa viscosité et d’obtenir un mélange de qualité après environ 2h d’agitation. Toutefois, l’étape de chauffage est optionnelle. En effet, la formulation décrite ci-dessus peut se passer de l’étape de chauffage mais, dans ce cas, l’étape d’agitation du mélange durera quelques heures de plus.As stated, the mixture is heated to a temperature of 40 ° C to decrease its viscosity and to obtain a quality mixture after about 2 hours of stirring. However, the heating step is optional. Indeed, the formulation described above can do without the heating step but, in this case, the agitation step of the mixture will last a few more hours.
Formulation de la résine avec additifsFormulation of the resin with additives
91,57 g de trimère de l’hexaméthylène diisocyanate sont introduits dans le réacteur de production avec les additifs suivants : 0,37 g de Chisorb 1010 (pentaerythritol tetrakis(3-(3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)) et 0,28 g de Chisorb 1033 (2-ethyl-2’-ethoxyoxanilidine).91.57 g of trimer of hexamethylene diisocyanate are introduced into the production reactor with the following additives: 0.37 g of Chisorb 1010 (pentaerythritol tetrakis (3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) ) propionate)) and 0.28 g of Chisorb 1033 (2-ethyl-2'-ethoxyoxanilidine).
La température du mélange est portée à 85°C.The temperature of the mixture is raised to 85 ° C.
Le mélange est agité pendant 4h sous vide.The mixture is stirred for 4 hours under vacuum.
Le chauffage est descendu à 50°C.The heating went down to 50 ° C.
Ensuite, 0,28 g de Chisorb 292 (0,232 g de bis(l,2,2,6,6-pentamethyl-4piperidyl)sebacate et 0,058 g de methyl l,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl sebacate), 0,09 g de dilaurate de dibutylétain et 7,41 g de 2, 5, 7, 10tetraoxaundecane (TOU) sont ajoutés au mélange dans le réacteur à 50°C.Then, 0.28 g of Chisorb 292 (0.232 g of bis (1,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and 0.058 g of methyl 1,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl sebacate), 0.09 g of dibutyltin dilaurate and 7.41 g of 2.5, 7, 10 tetraoxaundecane (TOU) are added to the mixture in the reactor at 50 ° C.
L’agitation du mélange continue pendant environ 30 minutes avant un dégazage d’au moins 30 minutes sous agitation.Stirring of the mixture continues for about 30 minutes before degassing for at least 30 minutes with stirring.
Le produit est conditionné.The product is conditioned.
H existe des variantes dans le choix des additifs qui ne seront pas décrits et qui sont accessibles à l’homme du métier. Les formulations décrites ci-dessous avec les additifs indiqués sélectionnés constituent des formulations préférées de l’invention.There are variations in the choice of additives which will not be described and which are accessible to those skilled in the art. The formulations described below with the selected indicated additives are preferred formulations of the invention.
Tableaux des essais comparatifs réalisésTables of comparative tests carried out
Tableau 1 - Intérêt du solvant dans un liant selon l’invention mélangé à des granulésTable 1 - Interest of the solvent in a binder according to the invention mixed with granules
Exemple 1 :Example 1
H s’agit d’une résine polyuréthane mono-composante selon l’invention comportant majotairement des polyisocyanates aliphatiques constituées par le Tolonate™ HDT-LV qui est un trimère de l’hexaméthylène diisocyanate (HDI) à hauteur de 91,57g, le solvant ininflammable TOU de l’invention à hauteur de 7,41g, un catalyseur à base d’étain le Dibutyltindilaurate PC CAT T-12 à hauteur de 0.09g et des additifs à hauteur de 0.93g.This is a mono-component polyurethane resin according to the invention containing predominantly aliphatic polyisocyanates consisting of Tolonate ™ HDT-LV which is a trimer of hexamethylene diisocyanate (HDI) at 91.57 g, the solvent non-flammable TOU of the invention at a height of 7.41 g, a catalyst based on tin PC T-12 PC Dibutyltindilaurate at a level of 0.09 g and additives at a height of 0.93 g.
Exemple 2 :Example 2
H est le pendant de l’exemple 1 mais sans le solvant ininflammable de l’invention. Exemple 3 :H is the pendant of Example 1 but without the non-flammable solvent of the invention. Example 3
H s’agit d’une résine polyuréthane mono-composante comportant majotairement des polyisocyanates aliphatiques constituées par le Tolonate™ HDT-LV2 qui est un trimère de l’hexaméthylène diisocyanate (HDI) à hauteur de 90,90g, un solvant inflammable classique Additif OF à hauteur de 8g, un catalyseur à base d’étain le Dibutyltindilaurate PC CAT T-12 à hauteur de 0.1g et des additifs à hauteur de 1g. Exemple 4 :This is a mono-component polyurethane resin containing predominantly aliphatic polyisocyanates consisting of Tolonate ™ HDT-LV2 which is a trimer of hexamethylene diisocyanate (HDI) at 90.90 g, a conventional flammable solvent Additive OF at a level of 8 g, a PC T-12 Dibutyltindilaurate tin-based catalyst at a level of 0.1 g and additives at a level of 1 g. Example 4
H est le pendant de l’exemple 3 mais sans le solvant inflammable classique.H is the counterpart of Example 3 but without the conventional flammable solvent.
Exemple 5 :Example 5
H s’agit d’une résine polyuréthane mono-composante comportant majotairement des polyisocyanates aliphatiques constituées par le Tolonate™ HDT-LV (comme les exemples 1 et 2) à hauteur de 98,90g, un solvant ininflammable classique le diméthylsulfoxyde DMSO à hauteur de 8g, un catalyseur à base d’étain le Dibutyltindilaurate PC CAT T-12 à hauteur de 0.1g et des additifs à hauteur de 1g. Exemples 6 et 7 :This is a mono-component polyurethane resin comprising predominantly aliphatic polyisocyanates consisting of Tolonate ™ HDT-LV (as Examples 1 and 2) at 98.90 g, a conventional non-flammable solvent dimethylsulfoxide DMSO at 8g, a catalyst based on PC T-12 Dibutyltindilaurate tin at 0.1g and additives at 1g. Examples 6 and 7:
Chacun de ces exemples concerne une résine polyuréthane mono-composante selon l’invention comportant une part de polyisocyanates aliphatiques constituée par le Tolonate™ HDT-LV qui est un trimère de l’hexaméthylène diisocyanate (HDI) à hauteur respectivement de 43,88g et de 81,91g, et une part de polyisocyanates biosourcées constituée par le Desmodur® eco N7300 à hauteur respectivement de 45g et de 10g, le solvant ininflammable TOU de l’invention à hauteur respectivement deEach of these examples relates to a single-component polyurethane resin according to the invention comprising a part of aliphatic polyisocyanates consisting of Tolonate ™ HDT-LV which is a trimer of hexamethylene diisocyanate (HDI) at a height of 43.88 g and 81.91 g, and a part of biosourced polyisocyanates constituted by the Desmodur® eco N7300 at respectively 45 g and 10 g, the non-flammable solvent TOU of the invention at respectively
10,55g et de 8g, un catalyseur à base d’étain le Dibutyltindilaurate PC CAT T-12 à hauteur de 0.09g et des additifs à hauteur respectivement de 1g.10.55 g and 8 g, a catalyst based on tin PC T-12 Dibutyltindilaurate PC at 0.09 g and additives respectively at 1 g.
Le produit Desmodur N 7300 est un pentaméthylène diisocyanate (PDI) biosourcé, étant donné que sa matière première est un amidon de maïs non alimentaire. L’ajout d’une part d’isocyanates biosourcés dans la résine polyuréthane mono-composante selon l’invention permet de tendre vers un liant écologique, qui apporte un avantage supplémentaire au liant non toxique de l’invention.Desmodur N 7300 is a biosourced pentamethylene diisocyanate (PDI), since its raw material is non-food corn starch. The addition of one part of biosourced isocyanates in the mono-component polyurethane resin according to the invention makes it possible to tend towards an ecological binder, which brings an additional advantage to the nontoxic binder of the invention.
Le tableau 1 ci-dessus illustre l’impact du solvant sur l’aspect final de la résine polyuréthane mono-composante après polymérisation et donc sur l’aspect final du revêtement obtenu. On observe avec les exemples 2 et 4 sans solvant des problèmes de bullage importants. Ces exemples 2 et 4 démontrent ainsi l’utilité d’intégrer un solvant dans une résine polyuréthane mono-composante pour l’application visée. En effet, pour des températures élevées notamment en période estivale, l’ajout d’un solvant permet d’obtenir une résine transparente non bullée. Ainsi, les résines avec solvant peuvent être employées en extérieure peu importe la période de l’année.Table 1 above illustrates the impact of the solvent on the final appearance of the single-component polyurethane resin after polymerization and thus on the final appearance of the coating obtained. With the examples 2 and 4 without solvent, there are significant bubbling problems. These Examples 2 and 4 thus demonstrate the utility of integrating a solvent into a single-component polyurethane resin for the intended application. Indeed, for high temperatures, especially in the summer, the addition of a solvent makes it possible to obtain a transparent non-bubble resin. Thus, the resins with solvent can be used outdoors regardless of the time of year.
L’exemple 5 comportant comme solvant le DMSO montre que même avec un solvant ininflammable de base, la résine polyuréthane mono-composante obtenue n’est pas assurée d’être exempte de bullage. Bien qu’ayant un bullage moins important que celui observé avec les exemples 2 et 4, l’exemple 5 ne garantit aucunement la possibilité d’avoir un revêtement non bullé.Example 5 comprising as solvent DMSO shows that even with a nonflammable solvent base, mono-component polyurethane resin obtained is not guaranteed to be free of bubbling. Although having less bubbling than that observed with Examples 2 and 4, Example 5 does not guarantee the possibility of having an undblocked coating.
Les exemples 1 et 3 sont très proches l’un de l’autre. Même dans des conditions extrêmes (température de 45°C avec une humidité relative de 90%), la résine polyuréthane mono-composante obtenue n’est que très faiblement bullée et possède un aspect de surface correct. L’exemple 1 a l’avantage de contenir un solvant ininflammable, contrairement à l’exemple 3, ce qui permet de réduire la toxicité de la résine sans perdre en qualité sur le revêtement fini.Examples 1 and 3 are very close to each other. Even in extreme conditions (temperature of 45 ° C with a relative humidity of 90%), the mono-component polyurethane resin obtained is only very slightly bubbled and has a good surface appearance. Example 1 has the advantage of containing a non-flammable solvent, unlike Example 3, which reduces the toxicity of the resin without losing quality on the finished coating.
Tableau 2 - Résistance à la flexion du revêtement obtenu issu du mélange « granulés de marbre et liant »Table 2 - Flexural strength of the coating obtained from the mixture "granules of marble and binder"
Les exemples 1, 2, 3, 6 et 7 sont les mêmes pour les tableaux 1 et 2.Examples 1, 2, 3, 6 and 7 are the same for Tables 1 and 2.
La résine polyuréthane mono-composante de l’exemple 2 est logiquement celle qui confère au revêtement de sol une résistance à la flexion la plus grande étant donné son absence de solvant. Or, les exemples 1, 6 et 7 contenant le solvant ininflammable TOU selon l’invention démontrent tout le contraire.The mono-component polyurethane resin of Example 2 is logically that which gives the flooring the greatest flexural strength because of its absence of solvent. However, Examples 1, 6 and 7 containing the non-flammable solvent TOU according to the invention demonstrate just the opposite.
L’exemple 3, qui comporte un solvant inflammable classique dans les mêmes proportions que l’exemple 1, présente une résistance à la flexion bien inférieure à celle de l’exemple 2 sans solvant.Example 3, which comprises a conventional flammable solvent in the same proportions as Example 1, has a flexural strength much lower than that of Example 2 without solvent.
Ces essais comparatifs permettent de confirmer les effets techniques surprenants apportés par l’agent de nettoyage TOU utilisé comme solvant ininflammable dans une résine polyuréthane mono-composante destinée à former un liant pour un revêtement à base de granulés de matière.These comparative tests make it possible to confirm the surprising technical effects brought about by the cleaning agent TOU used as non-flammable solvent in a single-component polyurethane resin intended to form a binder for a coating based on granules of material.
Tableau 3 : Validation d’un liant selon l’invention mélangé à des granulés de caoutchouc type EPDMTable 3: Validation of a binder according to the invention mixed with rubber granules EPDM type
Remarque : L’exemple 1 du tableau 1 et l’exemple 1 du tableau 3 sont identiques. Cela permet de montrer qu’une même formule de liant peut être utilisée pour des granulés de matériau dur comme les granulés de marbre mais également pour des granulés de matériau souple comme les granulés d’EPDM.Note: Example 1 of Table 1 and Example 1 of Table 3 are identical. This makes it possible to show that the same binder formula can be used for granules of hard material such as marble granules but also for granules of flexible material such as EPDM granules.
Les exemples 2 et 3 sont d’autres formules de liant selon l’invention comportant une part de polyisocyanates aliphatiques à trois fonctionnalités (f=3), constituée par le Tolonate™ HDT-LV qui est un trimère de l’hexaméthylène diisocyanate (HDI) à hauteur respectivement de 65,78g et de 45,78g, et une part de polyisocyanates 15 aliphatiques à deux ou plus de fonctionnalités (f>=2), constituée par le Tolonate™ XElo 100 à hauteur respectivement de 25,78g et de 45,78g, le solvant ininflammable TOU de l’invention à hauteur respectivement de 7,41, un catalyseur à base d’étain le Dibutyltindilaurate PC CAT T-12 à hauteur de 0.09g et des additifs à hauteur respectivement de 0,94g. L’ajout d’un polyisocyanate aliphatique complémentaire ayant un nombre de fonctions isocyanates différent de trois permet notamment de modifier la dureté de la résine en fonction du revêtement à réaliser. Ces deux exemples permettent de démontrer la polyvalence du liant selon l’invention.Examples 2 and 3 are other binder formulas according to the invention comprising one part of aliphatic polyisocyanates with three functionalities (f = 3), constituted by Tolonate ™ HDT-LV which is a trimer of hexamethylene diisocyanate (HDI ) respectively 65.78g and 45.78g, and one part aliphatic polyisocyanates with two or more functionalities (f> = 2), consisting of Tolonate ™ XElo 100 at 25.78g and 25.78g respectively. 45.78 g, the non-flammable solvent TOU of the invention at the level of 7.41, a catalyst based on tin PC T-12 Dibutyltindilaurate CAT at 0.09 g and additives respectively at 0.94 g. The addition of a complementary aliphatic polyisocyanate having a number of isocyanate functions other than three in particular makes it possible to modify the hardness of the resin as a function of the coating to be produced. These two examples demonstrate the versatility of the binder according to the invention.
Matières utiliséesMaterials used
Ainsi, il ressort clairement de cette description que l’invention permet d’atteindre les buts fixés, à savoir un liant pour revêtement à base de granulés de matière, ininflammable, non toxique, transparent, insensible aux rayonnements ultra-violets, facile à mettre en œuvre, à mélanger et à appliquer, conservant un bon comportement même dans des conditions d’utilisation extrêmes de température et d’humidité relative, et permettant la réalisation de revêtements de haute qualité mécanique et esthétique. Le liant de l’invention peut ainsi constituer un liant dit universel compatible avec tout type de granulés de matière qu’ils soient souples ou durs, pouvant être appliqué aussi bien en extérieur qu’en intérieur.Thus, it is clear from this description that the invention achieves the goals, namely a coating binder based on granules of material, non-flammable, non-toxic, transparent, insensitive to ultraviolet radiation, easy to put to mix and apply, maintaining a good behavior even in extreme conditions of use of temperature and relative humidity, and allowing the realization of coatings of high mechanical and aesthetic quality. The binder of the invention can thus constitute a so-called universal binder compatible with any type of granules of material that they are flexible or hard, which can be applied both outside and inside.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier.The present invention is not limited to the embodiments described but extends to any modification and variation obvious to a person skilled in the art.
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