Brevet FR2299291A1 — publié le 19760827

La présente invention concerne de nouveaux produits d'étanchéification utilisables dans le bâtiment. Il est connu de mdlanger aux matériaux de construction, tels que mortier ou béton, sous forme pulvérulente, des savons métalliques, comme savons d'acides gras saturés à longue chatne, en particulier stéarates de zinc, aluminium, cuivre, calcium ou fer, pour les rendre résistants à l'eau. Ceisavons métalliques peuvent etre également ajoutés sous forme de dispersions aqueuses dans les machines à gtcher correspondantes, notamment bétonnibres et similaires. Ces savons métalliques sont généralement incorporés dans les matériaux de construction en quantités comprises entre 0,05 et 1,5X rapportées aux constituants solides.Les bonnes propriétés hydrophobes des savons métalliques, rendent souhaitable l'utilisation de ceux-ci pour l'étanchéification après leur mise en oeuvre. Pour cela, il est nécessaire de les appliquer sous forme de solutions convenables aux pierres ou matériaux de construction déjà posés. Les savons métalliques sont hydrophobes, mais seulement lorsque les acides utilisés présentent plus de 12 atones de carbone environ. Or, Justement, ces savons métalliques sont insolubles dans les solvants usuels qui ont un point d'ébullition inférieur et se volatilisent facilement.La solubilité, nécessaire en vue dtune utilisation pratique des savons métalliques n'ayant pas plus de 12 carbone, qui est au moins de l'ordre de 5% à température ambiante, n'est pas atteinte avec les solvants à bas point d'ébullition classiques corme hydrocarbures, alcools, esters, cétones ou éthers. En effet, par exemple, le stéarate de zinc, excellent agent hydrophobe, se dissout sans difficulté au moins à 20% dans le toluène ou le xylène à des températures supérieures à 80 C, mais ce savon se sépare à nouveau complètement lors du refroidissement à la température ambiante. Les savons d'aluminius également sont solubles aux températures élevées dans de nombreux hydrocarbures, mais avec formation de gels de type caoutchouc. On connait d'autre part des savons métalliques qui demeurent nettement en solution à température ambiante, à des concentrations allant jusqu'à 70%, dans des hydrocarbures aliphatiques, aromatiques et chlorées. Une formation éventuelle de gel peut y être supprimée par Introduction de solvants polaires tels qu'étheralcools. Ces solutions de savons métalliques sont utilisées come siccatifs pour laques et comme stabilisants pour PVC. Comme les propriétés hydrophobes de ces savons métalliques solubles dans les hydrocarbures à température ambiante sont cependant nettement inférieures à celles des savons métalliques à longue channe, insolubles dans les hydrocarbures à température ambiante, on ne les a pas utilisés jusqu'ici dans le batiment comme agents hydrophobes. La présente invention permet d'éviter les inconvénients et difficultés mentionnés précédexment et d'obtenir des étanchéifiants contenant des savons métalliques, pour le estiment, utilisables avec des solvants usuels, dans lesquels les substances à activité hydrophobe sont solubles à la température ambiante à une concentration suffisante. Les nouveaux produits selon l'inten- tion sont constitués essentiellement par une solution à 1 à 70% en poids de savon métallique et 1 à 70% en poids de résine thermoplastique dans un solvant organique, ainsi que, éventuellement jus qu'à 10% en poids,rapportés à la solution, de charges minérales. Conviennent comme savons métalliques tous les savons solubles dans les solvants organiques, en particulier ceux qui comportent les cations zinc, calcium, aluminium, baryum, magnésium, cuivre, cobalt et fer, les anions pouvant être des acides gras insaturés comme acide oléique, acide linoléique (monomère, dimère et trimère), acide ricinoléique, des alkylphénols comme octyl-, nonylou dodécyl-phénol, des acides naphténiques, des héilesters de 1' acide maléique, acide p-tert-butyl benzorque, acides résiniques, des acides gras ou carboxyliques ramifiés comme acide isostéarique, acide éthylhexanoSque, ou des acides carboxyliques synthétisés à partir d'oléfines, d'oxyde de carbone et d'eau, et commercialisds sous l'appellation commerciale d'acides Nversatiquesfl Comme résines thermoplastiques sont à prendre en considération en particulier les polystyrènes et copolymères de styrène, notamment résines de styrène/butadiène ou de styrène/acrylate, ou copolymères séquencés de styrène et butadiène. Conviennent également chlorure de polyvinyle, polyéthylène, polypropylène ou copolymérisats d'éthylène et d'acétate de vinyle ou polyéthylène et polypropylène chloré, ainsi que résines de vinyltoluène/acrylate et vinyltoluène/butadiène.Les points de ramollissement des résines artificielles thermoplastiques utilisées se situent de préférence entre 600 et 1500C environ, et leurs poids moléculaires entre 500 et 20000 Les solvants appropriés sont des hydrocarbures aliphatiques, aromatiques et chlorés, aisément volatiles, ayant un point d'bullition au moins égal à 400C et ne dépassant pas 300 C. Pour régler la consistance et agir comme tiers solvant, un solvant polaire peut entre ajouté à raison de jusqu'à 40%, rapporté à l'hydrocarbure : sont utilisés comme tels des alcools, par exemple hexylèneglycol,des éthers-alcools comme éther monobutylique d'éthylbnegly- col, des esters, cétones et éthers ; en outre, des solvants connus pour solubiliser les résines artificielles comme nitroéthane et diméthylformamide. Le réglage de la viscosité peut être réalis44ya- lement par le rapport entre les constituants aromatiques et aliphatiques dans le solvant hydrocarboné. Dans certains cas, il est avantageux que les savons métalliques ne soient pas neutres, mais renferment au contraire jusqu'à 50% environ d'acides carboxyliques libres. L'action des solutions de savons métalliques/résines artificielleslors de l'utilisation sur des matériaux de construction renfermant de la chaux ou du ciment, s'en trouve grandement accrue. Les acides carboxyliques libres réagissent avec la chaux des matériaux, avec production de savons de calcium hydrophobes correspondants, qui se forment à 1' état finement divisé à la surface des grains de particules de matériaux, et sont particulièrement actifs sous cette forme. Conformément à l'invention la teneur en savons métalliques de létanchéifiant varie de 1 à 70% en poids ; elle est de préférence comprise entre i et 20%, et mieux entre 5 et 1596. En ce qui concerne les résineskrtificielles thermoplastiques, leur teneur dans les solvants organiques varie de i à 70X en poids ; elle est de préférence de 3 à 30% et surtout de 5 à 20%. Les étanchéifiants selon l'invention peuvent aussi contenir jusqu'à tO%, rapporté au poids de solution, de charges minérales. Conviennent par exemple, poudre d'amiante ou de quartz, talc, terre décolorante, craie, poudre de schiste, poudre de cristobalite et autres charges à base de SiO2. Par la combinaison des savons métalliques et des résines thermoplastiques, on communique de remarquables propriétés hydrophobes aux matériaux de construction. Les solutionsde savons métalliques seuls, pas plus que les solutions de résines artificelles thermoplastiques utilisées isolément, ne permettent d'atteindre un résultat satisfaisant. L'utilisation simultanée aboutit à unqhyneTgie des effets hydrophobes. Lors de l'utilisation de savons métalliques renfermant encore des acides carboxyliques libres, en particulier, l'action en profondeur des étanchéifiants selon l'invention est augmentée. En effet s'il se produit immédiatement après1la volatilisation du solvant une étanchéification, la résistance à l'eau est toutefois encore augmentée en l'espace d'une durée de réaction de 1 à 2 mois, par le fait que les acides carboxyliques libres réagissent avec les matériaux de construction. Les nouveaux étanchéifiants sont aptes à résoudre les multiples problèmes d'étanchéité du bâtiment ; ils conviennent aux surfaces exposées aux intempéries, aussi bien qu'aux intérieurs, tels que murs de cave, bains etc, ou pour des surfaces situées sous la terre ou sous lteau. Ces surfaces peuvent être horizontales, cas des toits plats, ou verticales, façades. Les solutions selon l'invention servent au traitement hydrophobe et à la restauration de béton, de béton cellulaire, de mortier, de plâtre et de toutes sortes de joints et enduits minéraux, ciment d'amiante, grès calcaire, pierre naturelle, brique vernissée, briques pour murer et aveugler ;eîiesprotègent des imprégnations d'humidité, des taches de pluie, souillures, dommages causés par le gel, moisissures, mousses, érosions et efflorescences de sel.L'étanchéifiant est élastique et inerte vis-à-vis des actions atmosphériques, c'est-à-dire rayonnement solaire, action de S03, chaleur, froid, gel, pluie, etc. Un avantage supplémentaire des étanchéifiants selon l'invention réside dans le fait qu'ils sont blancs ou inodores. Cela représente un avantage remarquable en comparaison des étanchéifiants bitumineux connus. Une autre qualité des produits selon l'invention est leur faible pouvoir de séparation. Alors que les substances bitumineuses ou les silicones, utilisées cotte étanchéifiants, sont des agents de séparation intenses, et pour cette raison gênent ou empêchent une adhérence ultérieure de nouveaux matériaux de construction sur les surfaces ainsi traitées, il ne se produit, lors de l'utilisation des étanchdifiants selon ltinvention, aucune action de séparation de cette sorte. A titre d'exemple, la fixation de carreaux de céramique sur les parois de plate, par exemple dans les salles de bains, est influencée défavorablement par la vapeur d'eau qui diffuse, et qui, par condensation et pression hydrostatique en dessous de ces carreaux, peut les faire détacher. une Mais/barribre contre la vapeur d'eau, obtenue par des étanchéifiants traditionnels, gêne le maintien des plaques par une forte action de séparation. Seuls les étanchéifiants selon la présente invention permettent ltobtention sans difficulté d'une barrière contre la vapeur d'eau entre le plâtre et les carreaux, sans que le maintien de ceux-ci soit défavorablement influencé par une action de séparation. Les étanchéifiants selon l'invention offrent un avantage similaire pour le report de tapisserie sur le plstre ou d'autres fonds exposés à une diffusion d'eau. Les nouveaux étanchéifiants sont particulièrement avantageux dans le cas de matériaux de construction alcalins, par exemple mortier, et enduit à teneur en chaux ou ciment, grès calcaire, mais aussi dalles de construction en particulier en ciment d'amiante, dans des contrées dont ltatiosphère a une teneur élevée en S02 et S03, également dans les zones industrielles ou résidentielles à forte densité de population. Ces gaz détruisent les constituants alcalins avec formation de sulfites et sulfates hydrosolubles qui s'effleurissent, sont érodés et laissent des 1ézardes qui éclatent sous l'action envahissante de l'eau, ce qui peut conduire à une destruction complète des matériaux.Ce phdno- mène est particulièrement redoutable dans le cas des plaques en ciment d'amiante. Gracie au traitement par les étanchéifiants selon l'invention, on réduit ou mdme évite la destruction de ces matériaux alcalins par les constituants S02 et S03 de l'atmosphère. Ces nouveaux étanchéifiants sont inertes vis-d-vis de ces influences atmosphériques. Les nouveaux produits de l'invention peuvent Autre appliqués par projection, immersion, ou au pinceau. En règle générale, il suffit d'une seule application de 200 à 700 g/D2 Ces produits développent leur action immédiatement après l'évaporation du solvant et peuvent être marqués et colorés à volonté. EXEMPLE 1 8 kg d'oléate de zinc sont dissous avec 10 kg d'un copolymérisat séquencé de styrène/butadiène/styrène, d'une densité de 0,96 g/cm3, dans 76 kg de white spirit à plus de 80% d'aromatiques, de point d'ébullition 1600 à 200 C ; la dissolution dure une heure, à reflux. A la fin on y délaye 6 kg de poudre d'amiante. On obtient une solution à viscosité dlevée de 240 cp, ayant une densité de 0,9. On prépare alors des échantillons de béton mesurant 10x10x10 cm et après un jour de stockage, on y applique 600 g de solution par m2. Après un nouvel entreposage de 7 jours, on détermine la résis tance à l'eau des échantillons de béton obtenu. Pour cela, un cylindre de verre de 60 mm de diamètre et 300mm de haut est posé sur chaque échantillon, rendu étanche à la paraffine puis rempli d'eau jusqu'à la marque de 250 mm. Le niveau de l'eau baisse alors à mesure que liteau peut pénétrer dans les échantillons à travers la couche d'étanchéification. Cette baisse,en fonction du temps du niveau de l'eau, constitue une mesure quantitative de la qualité et de la durée de l'agent d'étanchéification. Dans le cas présent, au bout de 10 jours de mise à l'épreuve, le niveau de l'eau n'a pas baissé Les échantillons n'ont pas absorbé d'eau. EXEMPLE 2 On applique, sur des dchantillons de grès calcaire, 600 g/m de la solution préparée comme dans l'exemple 1. Au bout de 24 heures dt action, l'imprégnation par l'eau est essayée comme décrit dans 1' exemple 1. Après 10 jours de mise à l'épreuve, les échantillons n'ont pas absorbé d'eau. Ces échantillons sont ensuite exposés pendant 24 heures, à 700C, au rayonnement d'une lampe ultra-violette de type Osram Ultra-Vitalux, 300 w, et de nouveau essayés quant à leur résistance à l'eau. On constate également après ce traitement, qu'au bout de 10 jours de mise à l'épreuve, il nty a pas d'absorption d'eau. EXEMPLE 3 Des échantillons de grés calcaire sont revêtus comme dans l'exem- ple 2. Après une durée d'entreposage de 48 heures, on les soumet pendant 3 jours à une pression d'eau de 0,5 atmosphère. On ne constate aucune absorption d'eau. EXEMPLE 4 Des échantillons de béton cellulaire sont traités à raison de 600 g/m2 avec de la solution préparée dans l'exemple 1. Au bout de 24 heures d'action, on entreprend un second traitement avec 600 g/m2, et après 24 heures supplémentaires de durée d'action, la résistance à l'eau est essayée comme décrit dans l'exemple 1. Au bout de 10 jours de mise à l'épreuve ce béton n'a pas absorbé d'eau. EXEMPLE 5 Des échantillons de mortier de ciment sont traités avec 400 g/m2 de solution préparée comme dans l'exemple 1, et, après 24 heures à 400C et une humidité relative de 100%, sont soumis pendant 6 heures à une atmosphère/saturée en S02. Alors que des échantillons non-traités présentent après cela une teneur en S03 de 7,23% en poids, dans la phase nouvellement formée, on n'en trouve que 0,83 en poids dans les échantillons traités. EXEMPLE 6 On dissout à reflux dans 70 kg d'un white spirit aliphatique, bouillant à 100-1400C, et 9 kg d'éther monobutylique d'éthylène glycol, 10 kg de résinate de calcium, 1 kg de tristéarate d'aluminium et 10 kg d'une résine aliphatique hydrocarbonée de poids moldculaire 1400 et de densité 0,96. On obtient un liquide clair et mobile, de densité 0,87. On applique 400 g de cette solution par m2 sur des échantillons de béton de 10x10x10 cm. Au bout de 4 heures d'action, ces dchantillons sont plongés pendant 10 heures dans lteau. Comparée elle des échantillons non traités, l'absorption d'eau des échantillons traités a baissé de 96%. EXEMPLE 7 6 kg de naphténate de zinc, 6 kg d'oléate de calcium et 12 kg de polystyrène à bas poids molécubaire, sont dissous à reflux, sous agitation, en l'espace de 20 minutes, dans 68 kg de white spirit bouillant à 155-185tC, avec addition de 4 kg de dipropylène glycol et 4 kg d'éther monobutylique de diéthylène glycol. On obtient un liquide limpide, brun-clair, mobile, de densité 0,925 g/cm3. EXEMPLE 8 7,65 kg de nonylphénol et 5,48 kg de baryte octahydratée sont ajoutés dans un mélange de solvants constitué par 53 kg de white spirit aliphatique bouillant à 100-140 C et 8 kg d'hexylène glycol. On chauffe à reflux dans un récipient fermé muni d'un agitateur mécanique, d'un réfrigérant à reflux et d'un séparateur d1 eau, d'où lton retire en l'espace de 30 minutes environ, 3,13 kg d'eau de réaction. On obtient une solution brune, limpide de 10 kg de nonylphénate de baryum dans 61 kg de mélange solvant. Après refroidissement à 1000C on dilue par addition de 8kg d'éther monoéthylique d'éthylène glycol. Ensuite on ajoute 3 kg d'octanoate de fer et 15 kg d'une résine hydrocarbonée aliphatique, de poids moléculaire compris entre 1200 et 1400, et on porte à reflux pendant 1 heure pour dissoudre. Pour terminer on y délaye 3 kg de poudre de quartz. On obtient une solution de résine-savons métalliques d'une densité de 1,15, de couleur brune, dans laquelle la poudre de quartz demeure en suspension, répartie de façon homogène. REVENDICATIONS 1. Etanchéifiant pour matériaux de construction à base de savons métalliques, caractérisé en ce qu'il est constitue par une solu e outre tion renfermant/dans un solvant organique, une résine thermoplas tique. 2. Etanchdifiant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution dans un solvant organique comprend t a) 1 à 70% en poids de savons de zinc, calcium, aluminium, baryum, magnésium, cuivre, cobalt ou fer, avec acides gras insaturés, alkylphénols, acides naphténiques, acides rési niques, acides gras ramifiés et/ou acides carboxyliques t b) 1 à 70% en poids de résines thermoplastiques, formées de résines hydrocarbonées aliphatiques ou/et aromatiques, de poids moléculaire compris entre 500 et 2000 et de tempéra ture de ramollissement entre 600 et 150 C, ou bien d'homo- ou de co-polymères du styrène, en particulier résines de styrène/butadiène, styrène/acrylate ou styrène/butadiène/ acrylate, ou bien polyoléfines chlorées ;; c) O à 10%, rapportés à la solution, de charges minérales, notamment poudre d'amiante ou de quartz, talc, terre décolo rante, craie, poudre de schiste, ou de cristobalite, et autres charges à base de SiO2. 3. Etanchéifiant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il contient de préférence 1 à 20%, et mieux 5 à 15% en poids de savons métalliques, et de préférence 3 i 30%, et mieux encore 5 à 20% en poids de résines thermoplastiques. 4. Etanchéifiant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le savon métallique est un sel d'acide oléique, lino léique, ricinoléique, isostéarique ou éthylhexanoSque, ou d'un phénol, notamment octyl-, nonyl- ou dodécyl-phénol. 50 Etanchéifiant selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les savons métalliques contiennent jusqu'à 50% d'aci des carboxyliques libres. 6. Etanchéifiant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la résine thermoplastique est un copolymère séquencé styrène/butadiène/styrène de densité 0,96. 7. Etanchéifiant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le solvant organique est un hydrocarbure aliphatique et/ou aromatique, éventuellement chloré, facilement volatil, de point d'ébullition compris entre 400 et 300 C. 8. Etanchéifiant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il contient jusqu'à 40%, rapporté au solvant hydrocarbo né, d'un solvant polaire, de préférence éther de glycol, agis sant comme tiers solvant. 9. Etanchéifiant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le savon métallique renferme de l'oléate de zinc. 10. Application de ltétanchéifiant selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'on opère par projection, immer sion ou au moyen de pinceaux, à raison de 200 à 700 g/s2.