Brevet FR2096376A1 — publié le 19720218

ta présente invention concerne une composition convenant pour servir à l'assujettissement d'élements de fixation tels que des boulons dans divers matériaux de construction allant par exemple de la roche dure à des agglomérés pour constructions légères. Selon la présente invention, la Demanderesse fournit une composition d'assujettissement ou de fixation ayant une consistance plastique et comprenant deux portions longitudinales présentant des surfaces de contact sur la quasi totalité de leurs longueurs, la première portion comprenant un réactif monomère et une résine de polyester non saturé formé par estérification d'un dialcool avec un acide dicarboxylique non saturé et éventuellement un acide dicarboxylique saturé, en mélange avec une ou plusieurs charges minérales et la seconde portion comprenant un agent de durcissement qui, lorsqu'on utilise les première et seconde portions en les pétrissant ensemble, est capable de provoquer la réaction du monomère réactif avec la résine de polyester non saturé présente dans cette première portion pour aboutir à un durcissement de la résine, l'agent de durcissement étant mélangé à une ou plusieurs charges minérales appropriées. La Demanderesse a trouvé que la composition de fixation de la présente invention peut entre emmagasinée jusqu'à ce qu'il soit nécessaire de s'en servir, en particulier si la surface extérieure de cette composition est recouverte d'un matériau imperméable aux hydrocarbures pour éviter la perte des monomères volatils durant le stockage , par suite, pense-t-on , de la formation d'une mince couche de résine de polyester durci formée à l'interface entre la première et la seconde portions longitudinales constituant la composition de fixation, et que cependant lorsqu'il est nécessaire de s'en servir, on peut réaliser un durcissement quasi total de la résine de polyester en pétrissant ou malaxant la composition de façon à permettre un contact intime de la résine de polyester avec l'agent destiné à la durcir. La composition de fixation peut être sous la forme d'une feuille ou d'une bande, les première et seconde portions de la composition constituant des couches distinctes placées en contact longitudinal. Si on le désire, la feuille ou la bande peut & re enroulée pour former un rouleau ou une bobine, et dans ce cas, il est préférable qu'il existe entre des couches successives une couche intermédiaire d'une pellicule, feuille ou papier adhésif. Du parchemin végétal revêtu de silicone convient parti culièrement bien à cette fin. La composition peut également prendre d'autres formes, par exemple elle peut être sous la forme d'une tige coaxiale comprenant un noyau formé d'une de ces portions et une enveloppe formée de l'autre de ces portions.Cependant, afin de garantir une durée adéquate de possibilité d'utilisation, il est normalement nécessaire que la composition de fixation, quelle que soit sa forme, soit enveloppée dan un matériau imperméable aux hydrocarbures pour éviter la perte de monomères réactifs volatils durant le stockage. Des pellicules de polyamides et de polyesters, éventuellement stratifiées avec une feuille métallique, conviennent bien à cette fin. La résine de polyester non saturé utilisée dans la composition de fixation est une résine formée par estérification d'un dialcool , par exemple ltéthylène-glycol, le propylèneglycol, le butylène-glycol ou le diéthylène-glycol, 9 l'aide d'un acide dicarboxylique non saturé, par exemple l'acide malique fumarique ou itaconique, et éventuellement aussi à l'aide d'un acide dicarboxylique saturé, par exemple l'acide ortho-phtalique, 'acide iso-phtalique ou l'acide adipique. De telles résines de polyesters non saturés sont disponibles dans le commerce sous forme de solutions dans un solvant organique non saturé qui est normalement un monomère réactif tel que, par exemple, le styrène. Des exemples de telles solutions de résines disponibles à l'échelle commerciale sont les résines fabriquées par Farbenfabriken Bayer A.G. et vendues dans le Royaume Uni (Grande-Bretagne) sous la marque commerciale déposée "Leguval". Ces solutions contiennent normalement de 50 à 80 % en poids de résine de polyester non saturé et elles sont normalement stabilisées contre une gélification prématurée par des additions minimes de stabilisants tels que, par exemple, lthydroquinone ou le tertio-butyl-catéchol Le durcissement de ces résines de polyesters non saturés qui, lors de la mise en service, est catalysé par l'agent de durcissement contenu dans la seconde portion de la composition de fixation de l'invention, peut avantageusement s'effectuer à la température ambiante (c'est-à-dire qu'il s'agit d'un durcissement à froid) s'il y a présence d'un accélérateur. L'accélérateur, par exemple une amine tertiaire comme la diméthyl-aniline, ou un métal de transition tel que le cobalt, le vanadium ou un métal des terres rares, de préférence sous la forme de son naphténate ou de son octoate, peut être présent dans la première portion, par exemple en mélange avec la résine de polyester. En variante, on peut utiliser une résine de polyester dans laquelle l'amine jouant le rtle d'accélérateur fait partie intégrante de la molécule de la résine.Ces résines peuvent être préparées par une réaction d'estérification similaire à celle décrite ci-dessus mais dans laquelle une faible proportion du dialcool, par exemple 2 à 8 %, est remplacée par une amine présentant des groupes hydroxyle réactifs, par exemple la triéthanolamine. De telles résines modifiées sont également des produits disponibles dans le commerce, et il s'agit par exemple des qualités K des résines "Leguval" précitées. Ces résines peuvent être durcies aux températures ambiantes à l'aide d'un peroxyde dtacyle comme agent de durcissement, par exemple le peroxyde de benzoyle, et elles possèdent l'avantage d'une plus longue durée d'emmagasinage possible avant utilisation.La résine de polyester non saturé peut Btre présente dans la composition en une proportion de, par exemple, de 15 à 35 % du poids de la composition. L'agent de durcissement utilisé dans la composition de fixation va titre choisi selon le type de résine présente dans la composition. L'agent de durcissement va normalement être un peroxyde organique. Pour les résines de polyesters modifiées et contenant un accélérateur qui fait partie intégrante de la molécule de la résine, on préfère utiliser un peroxyde a'acyle, par exemple le peroxyde de benzoyle. Pour les résines de polyesters non modifiées, l'agent de durcissement peut être un peroxyde de cétone, par exemple le peroxyde de méthyl-éthyl-cétone ou le peroxyde de cyclohexanone. Lorsque l'agent de durcissement utilisé est un solide, par exemple le peroxyde de benzoyle, il est avantageux de mélanger l'agent de durcissement avec un diluant liquide, par exemple le phtalate de diméthyle, pour former une pte qui facilite la fabrication de la composition. te monomère réactif présent dans la composition de fixation est de préférence un monomère ayant une texture huileuse puisque, indépendamment de sa fonction principale consistant à effectuer une copolymérisation avec la résine de polyester non saturé, ce monomère va également servir à régler la plasticité de la composition. tes monomères réactifs appropriés comprennent, par exemple, les monoesters et les diesters des acides maléique, fumérique et itaconique, des esters vinyliques comme le caprate de vinyle et le stéarate de vinyle, et des esters allyliques comme le tétra-allyl-sorbitol et le phtalate de diallyle. te monomère réactif peut être le mEme que celui dans lequel est dissous initialement le polyester non saturé , ou bien ce monomère réactif peut titre différent de ce premier monomère. Si le solvant monomère réactif est présent en une quantité suffisante , il n'est, bien entendu, pas essentiel d'inclure une quantité supplé- mentaire de réactif monomère .Cependant, une partie du monomère réactif peut être présente dans la portion de l'agent de durcissement de la composition de fixation pour faciliter le réglage de la plasticité de la composition. La quantité totale du monomère réactif ( c'est-à-dire celle qui comprend le monomère réactif capable de dissoudre la résine de polyester ) présente dans la composition, peut se situer, par exemple, entre 5 % et jusqu'à 25 % du poids de la composition. tes charges minérales présentes dans la composition de fixation peuvent être choisies, par exemple, parmi la calcite, la dolomite, le talc, la poudre d'ardoise, la silice, la bentonite et de la fibre d'amiante, des métaux finement divisés comme l'acier ou l'aluminium, et des pigments comme le bioxyde de titane et l'oxyde de fer. La Demanderesse a trouvé paftîculièrement avanta geux d'utiliser de la fibre d'amiante pour constituer une partie de la charge totale présente dans la composition, par exemple jusqu'à 7 % du poids de la composition totale, puisque cela améliore les caractéristiques de manutention de la composition durant sa fabrication et cela peut augmenter la solidité mécha~ nique du produit durci.La quantité totale de charge pro te dans la composition peut se situer, par exemple , entz 35 et 80 % du poids de la composition. La composition de fixation de la présente invention peut se préparer en mélangeant ensemble, par exemple dans un malaxeur à pâte, les constituants de la portion résine de polyester de la composition et de la portion agent de durcissement de cette résine , de façon que les deux mélanges aient une consistance analogue à du mastic. On peut ensuite laminer les mélanges pour obtenir les feuilles ou bandes séparées que l'on met ensuite en contact et que l'on enroule de préférence pour former des feuilles composites ou des bandes composites comportant deux couches. tes feuilles ou bandes composites peuvent être découpées et de préférence roulées ou laminées pour former des bandes ou des rouleaux de dimensions appropriées selon l'application particulière à laquelle la composition est destinée.Pour éviter la perte du monomère volatil durant son emmagasinage, la composition ainsi produite va normalement être enveloppée dans une matière imperméable aux hydrocarbures comme, par exemple, une pellicule de polyamide ou de polyester , éventuellement stratifiée avec une feuille métallique. Au lieu d'une feuille ou d'une bande, la composition peut & re produite sous la forme d'un jonc ou d'une tige au moyen d'un équipement d'extrusion approprié. Pour son application, on déroule une quantité appropriée de la composition de fixation et on la malaxe à la main pour mélanger les deux portions de façon adéquate et pour conférer au mélange une consistance lisse et molle analogue à celle du mastic. Lorsque le mélange a été achevé, on peut donner à la composition la forme appropriée au trou préparé dans lequel on désire insérer un élément de fixation ou dlancrage tel que, par exemple, un boulon relativement petit ayant une longueur allant par exemple jusqu 22,5 cm et un diamètre allant jusqu'à 12,7 mm. On peut ensuite insérer la composition ainsi façonnée dans le trou, après quoi, on insère l'élément de fixation sans trop de retard.Avec les éléments de fixation relativement petits pour lesquels la composition de fixation de la présente invention est prévue de façon principale mais non exclusive, la composition va généralement & re suffisamment rigide pour supporter le poids de l'élément de fixation immédiatement, mais pour des éléments de plus grandes dimensions, il peut s'avérer nécessaire d'utiliser quelque support temporaire. La composition va généralement durcir pour fournir une fixation permanente de l'élément de fixation en une période de temps relativement brève allant par exemple de 3 à 10 minutes à la température ambiante normale qui est d'environ 200C .Un durcissement complet peut éventuellement mEme se produire au point de congélation bien que la période de temps s'écoulant avant qu'on puisse fixer une charge sur l'élément de fixation soit prolongée approximativement d'un facteur de 2 pour chaque groupe de 100C d'abaissement de la température. Les exemples non limitatifs suivants illustrent la présente invention. EXEMPLE 1 On forme une feuille composite à partir d'une couche de polyester et d'une couche durcie formées respectivement à partir des constituants suivants Couche de polyester en poids de la composition totale "Leguval K25R" 24,35 Maléate de di-isooctyle 3,65 Poudre fine de dolomite 48,70 Fibre d'amiante 2,45 "Aerosil1, 2,65 "Leguval E25R" est une résine de polyester non saturé disponible à l'échelle industrielle et fabriquée par Farbenfabriken Bayer A.G. , résine qui est susceptible de subir un durcissement à froid du fait qu'elle contient en son sein une amine accélératrice. La résine est vendue sur le marché sous forme d'une solution de la résine dans le styrène. "Aerosil" (marque commerciale déposée) est une silice finement divisée, disponible à l'échelle industrielle, fabriquée par Degussa et vendue dans le Royaume-Uni (Grande-Bretagne) par Bush, Beach & Segner Bayley Limited. Couche d'agent de durcissement en poids de la composition totale Peroxyde de benzoyle (sous forme d'une pate à 70 % en poids dans le phtalate diméthylique) 1,10 Maléate de di-isooctyle 4,25 Poudre fine de dolomite 11,90 Fibre d'amiante 0,60 "Aerosil" 0,35 On mélange ensemble les constituants de chaque couche dans un malaxeur à pâte puis on lamine chaque mélange pour obtenir une feuille régulière, en prenant soin d'obtenir que la surface des deux feuilles soit bien identique. L'épaisseur de la feuille de polyester est d'environ 8 mm alors que celle de la feuille d'agent de durcissement est d'environ 2 mm. On place les deux feuilles en contact de superposition et l'on lamine le composite résultant puis on le découpe en des bandes de 20 mm de largeur.On emballe ensuite ces bandes dans des enveloppes constituées par une pellicule de polyamide. On utilise la composition de fixation, sous forme de bande , préparée de la façon décrite dans l'exemple 1 ci-dessus pour fixer un boulon dans un aggloméré de béton en opérant de la façon suivante On fore un trou ayant un diamètre de 15,8 mm jusqu'à une profondeur de 5 cm dans un bloc de béton ou d'aggloméré On malaxe à la main durant 50 secondes environ une portion d'une bande composite préparée de la manière ci-dessus jusqu'à ce que cette bande semble homogène puis on l'enroule en une forme cylindrique ayant un diamètre d'environ 12,7 mm. On place cette forme cylindrique dans le trou foré et l'on insère immédiatement dans la composition de fixation un boulon d'acier doux de 12,7 mm de diamètre et de 10 cm de longueur, présentant sur une longueur de 5 cm un filetage obtenu à l'aide d'un taraud B.S.W. .Afin de déplacer la composition et de permettre l'insertion du boulon jusqu'à la totalité de la longueur du trou foré, il s'est avéré souhaitable de faire tourner le boulon à la main dans le sens des aiguilles d'une montre. Le boulon est immédiatement supporté par la composition de fixation et il est fermement maintenu dans les 5 minutes qui suivent. Au bout de 12 minutes on applique une charge de traction directe sur le boulon, la rupture se produisant à 820 kg à l'interface entre le béton ou l'aggloméré et la composition cqntinue durcie. Une charge/de 680 kg à 820 kg est nécessaire pour retirer ou extraire le boulon sur une distance de 32,9 mm,après quoi il devient tout à fait lace. La caractéristique de la composition de fixation de la présente invention selon laquelle la rupture totale n'est pas instantanée, peut etre intéressante lorsqu'on fixe un objet relativement large en utilisant plusieurs éléments relativement petits de fixation, puisque une surcharge locale d'un ou plusieurs dés éléments de fixation, provenant d'un mauvais alignement ou d'irrégularités de surface, peut gtre compensée par un retrait partiel des éléments en question, ce qui permet une distribution régulière de la charge sur la totalité des éléments de fixation. Un autre avantage de la composition de fixation à base de polyester de la présente invention est qu'il est possible de dévisser un boulon d'un tampon ou bouchon durci de la composition , pourvu que le filetage du boulon soit propre et net . De préférence, il convient de graisser légèrement le filetage pour en éviter l'adhérence à la composition. De cette façon, il est possible de fixer un manchon fileté dans un mur ou un autre matériau de façon à pouvoir dégager les éléments de fixation et les réinstaller 2 usieurstbis selon les nécessités. EXEMPLE 2 On forme une feuille composite à partir d'une couche de polyester et d'une couche durcie , formées respectivement à partir des constituants suivants Couche de polyester ffi du poids de la composition totale "Leguval K25R 24,35 Tétra-allyl-sorbitol 3,65 Poudre fine de dolomite 48,70 fibre d'amiante 2,45 Silice finement divisée 2,65 Couche d'agent de durcissement % du poinds de la composition totale Peroxyde de benzoyle (sous forme d'une pate à 70 % en poids dans le phtalate diméthylique) 1,10 Tétra-allyl-sorbitol 4,25 Poudre fine de dolomite 11,90 Fibre d'amiante 0,60 Silice finement divisée 0,35 On mélange ensemble les constituants de chaque couche puis on en forme une feuille composite de la manière décrite dans l'exemple 1. EXEMPLE 3 On forme une feuille composite à partir d'une couche de polyester et d'une couche d'agent de durcissement, formées respectivement à partir des constituants suivants Couche de polyester % du poids de la composition totale "Leguval K25R" 24,35 Styrène monomère 1,00 Phtalate de di-allyle 2,65 Poudre fine de dolomite 48,70 Fibre d'amiante 2,45 Silice finement divisée 2,65 Couche d'agent de durcissement % du poids de la composition totale Peroxyde de benzoyle (sous forme de pate à 70 % en poids dans le phtalate diméthylique) 1,10 Phtalate de di-allyle 4,25 Poudre fine de dolomite 11,90 Fibre d'amiante 0,60 Silice finement divisée 0,35 On mélange ensemble les constituants de chaque couche et on leur donne ensuite la forme d'une feuille composite en opérant de la manière décrite dans l'exemple 1. On découple la feuille en bandes que l'on enroule ensuite dans des enveloppes de pellicule de polyester. REVESDICATIONS 1. Composition de fixation pétrissable et malaxable à la main, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux portions longitudinales ayant chacune une consistance plastique dont le contact s'effectue sur la quasi totalité de la longueur de leurs surfaces, la première portion comprenant un monomère réactif et une résine de polyester non saturé formée par estérification d'un dialcool avec un acide dicarboxylique non saturé et éventuellement un acide dicarboxylique saturé, en mélange avec une ou plusieurs charges minérales pour cette première portion et la seconde portion comprenant un agent de durcissement tel que, lorsqu'on pétrit ensemble à la main pour s'en servir la ou une partie de la première et seconde portions, il est capable de provoquer la réaction du monomère réactif avec la résine de polyester non saturé présente dans la première portion pour aboutir à un durcissement de la résine. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est emballée à l'aide d'un matériau imperméable aux hydrocarbures, dont on se débarrasse avant utilisation de la composition. 3. Composition selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le matériau imperméable aux hydrocarbures est une pellicule de polyamide du de polyester éventuellement stratifiée avec une feuille métallique. 4. Composition selon l'une des revendications 1, 2 ou ), caractérisée par le fait que la première portion de cette composition contient un accélérateur pour le durcissement de la résine. 5. Composition selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'on utilise comme résine de polyester non saturé dans la première portion une résine de polyester dans laquelle une amine accélératrice fait partie intégrante de la molécule de la résine. 6. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la proportion totale de monomère réactif présent dans la composition se situe entre 5 et 25 % du poids de la composition. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la proportion totale de résine de polyester non saturé présente dans la composition se situe entre 15 et 75 % du poids de la composition. 8. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la quantité totale de charge minérale présente dans la composition représente 35 à 80% du poids de la composition. 9. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que cette compositione est sous la forme d'une bande composite comportant deux couches. 10. Composition selon la revendication 9, caractérisée par le fait, que la bande est enroulée pour former une bobine ou rouleau. 11. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que cette composition est sous la forme d'une baguette coaxiale comprenant une partie centrale ou ame formée d'une des portions et une enveloppe ou gaine formée de l'autre de ces portions.