Brevet FR2323655A1 — publié le 19770408

la présente invention concerne des compositions de pli- tre comprenant du sulfate de calcimm hémi-hydraté utilisables dans des applications de construction, telles que des corniches, des placages de murs, des plaques de plâtre et applications analogues et pour la fabrication de ioules pour des coulages talli- ques. De telles compositions sont préparées sous une forme rigide en réalisant un mélange dteau et de sulfate de calcium hé@i- hydraté et en laissant durcir le mélange. De tels mélanges doivent répondre à certaines normes notamment en ce qui concerne leur consistance.la norme française AFNOR B 12 302 (juillet 1970) est une de ces normes. Cette exigen- ce porte sur la consistance fixe des limites sur la quantité d'eau admissible utilisée dans un mélange d'un plâtre particulier quelconque ce qui est désavantageux car, comme on le lait, les résistances à la flexion et à la compression d'une composition de plâtre durcie varient en fonction inverse du rapport eau:plâtre du mélange dans une gamme de rapports.En d'autres termes,les exi gences normalisées en ce qui concerne la consistance ont pour effet de limiter des résistances mécaniques disponibles des cotpo- sitions de plâtre que l'on peut fabriquer. On connatt des procédés selon lesquels on incorpore des agents tensio-actifs dans des mélanges de plâtre en sue de disi- nuer la densité apparente du plâtre durci. Par exemple,dans le brevet US 2.529.835,on décrit d'une façon générale l'utilisation d'agents tensio-actifs,c'est-à-dire d'agents tensio-actifs des types anionique, cationique, non-ionique,et amphotère dans des mélanges de plâtre à base de sulfate de calcium et se présentant sous forme de mousse. On a découvert que l'incorporation dans des mélanges de plâtre à l'eau d'une classe partioulière d'agents tensio-actifs que l'on définira ultérieurement,permet de réduire le rapport eau:plitre du mélange au-dessous de celui qu'il faudrait,d'ordinaire,utiliser pour obtenir un degré donné de eonsistance.Bien que l'on ait noté que plusieurs types d'agents tensio-actifs exercent cet effet, il semble que les agents tensio-actifs qui conviennent aux fins de la présente invention soient plus effica- ces que les agents tensio-actifs utilisés d'une façon générale. En conséquence,l'invention concerne une composition à base de sulfate de calcium hémi-hydraté comprenant une substance tensio-active répondant à la formule générale: dans laquelle n représente un nombre entier ayant une valeur com- prise entre 1 et 25 , R1 représente un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle et R2 représente un ou plusieurs groupes alkyle comprenant une Moyenne de 10 atomes de carbone ou davantage. On comprendra bien que les substances tensio-actives sont associées avec des cations d'un ou plusieurs types en vue de l'ob- tention de la neutralité électrique. Normalement ces cations sont des ions do sodium bien que lton puisse utiliser des ions de potassium,d'ammonium ou d'autres cations. Les substances tensio-actives sont des dérivés du type sulfosuccinate connus en tant qu'agents tensio-actifs et on peut les préparer au moyen de procédés classiques tels que, par exemple, par réaction d'un alcool ou d'un mélange d'alcools éthoxylés ou propoxylés avec de l'anhydride maléique et traitement du produit par du sulfite de sodium De préférence, les agents tensio-actifs de l'invention sont des sulfosuccinates éthoxylés (c'est-à-dire des composés où R1 représente un atome d'hydrogène) et on préfère que n ait une valeur moyenne comprise entre 1 et 7,plus particu lièrement entre 3 et 7,par exemple entre 3 et 6. Parmi les substances particulièrement préférées selon l'in wention,les groupes R2 comprennent également au moins 20 moles % de groupes alkyle renfermant 14 atomes de carbone ou davantage.A titre d'alcools mixtes convenables utilisables pour fournir les groupes R2,on peut citer des mélanges comprenant au moins 20 moles % ,de préférence au moins 30% en poids et, plus particulièrement, au moins 50% en poids d'alcools renfermant 12 à 14 atomes de carbone respectivement. Ces mélanges sont disponibles dans le commerce sous les dénominations commerciales "ALFOL 1012, ALGOL 1214 et ALFOL 1412" (Conoco), "ETHYL CO 1214"(Ethyl Corporation)" DOBANOL 23 et DOBANOL 25" (Shell) et "LAUREX NC" (Marchon Division Or Albright & Wilson).Des mélanges d'alcools supérieurs,tels que des mélanges constitués principalement par des alcools en C16 et C18 sont également utiles tels que, par exemple, les alcools de suif "LAUREX CS" (Marchon Division of Albright & Wilson) et "ALFOL 1618" (Conoco). Ainsi,le groupe R2 peut être dérivé d'une large gamine de précurseurs à base d'alcools qui peuvent comprendre par exemple 20 à 90, 20 à 80, 20 à 70, 30 à 90, 30 à 80, 30 à 70 ou 40 à 90, 40 à 80, 40 à 70% en poids de n'importe lesquels des alcools aliphatiques à chatte droite ou ramifiée renfermant 10,11, 12 , 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20 atomes de carbone. A titre d'agents tensio-actifs qui conviennent particulièrement aux fins de la présente invention, on peut citer les sulro- succinates éthoxylés connus sous les dénominations commerciales "Empicol SDD, Empicol SFF, et Empicol 0715" vendus par Marchon Division or Albright & Wilson Liiited. La proportion d'agent tensio-actif dans les compositions de plâtre selon l'invention est fonction de la réduction souhaitée du rapport eau: plâtre pour une consistance donnée, mais on réalise habituellement l'effet maximum à des concentrations inférieures à 10% en poids par rapport au plâtre mais on en utilise habituellement au moins 0,1% en poids. Les concentrations préférées sont comprises entre 0,1 et 8 , d'ordinaire entre 0,1 et 6%, e'est-à-dire entre 1 et 8% ou 1 et 6% (tous les poids étant exprimés en poids secs). Le rapport eau:plâtre dans les compositions delon l'invention est fonction de la consistance requise. L'invention permet de réaliser des compositions moulées solides qu'on a laissées durcir en gypse ainsi que des mélanges comprenant du sulfate de calcium hémi-hydraté et de 1 eau libre qui comprennent en outre, un sulfosuccinate tel que dérini cidessus. Les compositions moulées peuvent se présenter sous des formes classiques, telles que des plaques de plâtre et éléments analogues ou sous forme de briques utilisables pour la construction, laquelle utilisation est nouvelle et rendue possible par l'augmenta- tion de la résistance mécanique des compositions moulées obtenues grâce à la découverte selon l'invention. On peut préparer les mélanges de sulrate de calcium hémi- hydraté/eau de l'invention au moyen de procédés classiques normali- sés consistant en de simples mélanges d'hémi-hydrate avec l'agent tensio-actif sous forme d'un solide ou d'une solution aqueuse de l'agent tensio-actif. La concentration de la solution de l'agent tensio-actif utilisée n'est pas critique mais elle est normalement comprise dans la gamme commercialement disponible par exemple entre 10 et 50% en poids. Il est également possible d'aérer les mélanges selon l'in- vention en vue d'obtenir une composition sous forme de mousse comportant une multiplicité de cellules en communication récipro- que ce qui donne un plâtre de faible densité pour le coulage de moules, en particulier pour des murs , plafonds, préfabriqués etc. On peut réaliser ces matériaux au moyen de procédés classiques comprenant l'agitation du mélange jusqu'à l'obtention de la densité requise. Les compositions de faible densité de l'invention possèdent des résistances à la flexion et à la compression amélio- rées par rapport à des compositions analogues antérieures. L'invention sera maintenant illustrée par l'exemple non limitatif suivant. EXEMPLE I On a utilisé trois compositions comprenant des composi- tions tensio-actives en diverses proportions pour préparer divers mélanges humides de sulfate de calcium hémi-hydraté. Celles-ci comprenaient: l'"Empicol SDD" - solution aqueuse à 35% en poids de sulfosuccinates éthoxylés disodiques mixtes laurylique/myristylique comprenant 3 moles d'oxyde d'éthylène par molécule; l'"Empi- eol SFF" - solution aqueuse à 30% en poids de sulfosuccinates dtho- xylés disodiques mixtes décylique/dodécylique comprenant 5 moles d'oxyde d'éthylène par molécule; l'"Empicol 0715"-solution aqueuse à 40% en poids de sulfosuccinates éthoxylés disodiques mixtes laurylique/myristylique comprenant 7 moles d'oxyde d'méthylène par molécule. Les trois compositions ci-dessus sont toutes commercialisées par "Marchon Division of Albright & Wilson Limited". Les groupes alcooliques (R2) dans l'"Empicol SDD" et "l'Empiool 0715" proviennent d'alcools comprenant environ moles %) 2 - 4 % d'alcools en C10, 67% d'alcools en C12, 23% d'alcools en C14 et 6% d'alcools en C6. Les groupes alcooliques (R2)dans l'"Empicol SFFw proviennent d'alcools comprenant environ (moles %) 85% dialcool en C10 et 15% d'alcool en C12. On a préparé des mélanges d'eau/plâtre de la manière classique en conformité avec la norme de consistance AFNOR B 12 302 (Juillet 1970)en utilisant des proportions variables des agents tensio-actifs. On a noté le rapport eau:plâtre des produits ainsi préparés. Les résultats sont portés dans le Tableau suivant dans lequel on peut constater qu'il est possible d'obtenir une diminution sensible du rapport eau:plâtre pour un mélange de consistance donnée en utilisant les agents tensio-actifs définis ci-dessus. Les poids des agents tensio-actifs sont donnés on poids de spécialité utilisée, sa teneur en eau étant inclue Les rapports eau: plâtre donnés n'ont pas été corrigés en ce qui concerne l'eau aJoutée avec les agents tensio-actifs. TAEIEAU rapports eau:plStre (poids/poids) pour des agents tensio-actifs donnés. Poids de l'agent AGENT TENSIO-ACTIF tensio-actif EMPICOL SDD EMPICOL SFF EMPICOL 0715 (% en plâtre sec) 0 0,69 0,69 0,69 1 0,60 0,63 : 0,60 2 0,50 0,56 0,50 3 0,44 0,50 : 0,44 4 0,39 : 0,44 : 0,39 5 0,36 : 0,40 : 0,36 6 0,34 0,38 0,34 7 0,32 0,36 0,32 8 : 0,31 : 0,35 : 0,31 -REVENDICATIONS - 1. Composition à base de sulfate de calcium hé@i-hydraté caractérisée en ce qu'elle comprend une substance tensio-aetive répondant à la formule dans laquelle n représente un nombre entier ayant une valeur comprise entre 1 et 25, R1 représente un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle et R2 représente un ou plusieurs groupes alkyle comprenant une moyenne de 10 atomes de carbone ou davantage. 2.Composition selon la revendication 1,caractérisée en ce que R représente un atome d'hydrogène. 3. Composition selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce qu'au moins 20% des groupes R2 sont des groupes alkyle renfermant 12 à 14 atomes de carbone. 4. Composition selon la revendication 3,caractérisée en ee qu'au moins 50% des groupes R2 sont des groupes alkyle renfermant 12 à 14 atomes de carbone. 5. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 , caractérisée en ce qu'au moins 20 moles % des groupes alkyle contiennent 14 atomes de carbone ou davantage. 6.Composition selon lune quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ee que n a une valeur moyenne comprise entre 1 et 7. 7. Composition selon la revendication 6,caractérisée en ce que n a une valeur moyenne comprise entre 3 et 6. 8. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'elle comprend 0,1 à 8% en poids de ladite substance tensioactive,notamment 1 à 6% en poids. 9. Mélange comprenant de liteau et une composition telle que définie selon 1'une quelconque des revendications 1 à 8.