Brevet FR2459805A1 — publié le 19810116

NOUVELLE COMPOSITION POLYMERISABLE A BASE D'UN MONOMERE SOLUBLE DANS L'EAU RENFERMANT AU MOINS UN ESTER ETHYLE- NIQUE PRESENTANT UNE FONCTION ALCOOL La présente invention a trait à une composition poly- mérisable à base d'un monomère soluble dans l'eau renfer- mant au moins un ester ethylénique présentant une fonction alcool. Elle concerne aussi l'application de ladite composition au traitement des sols. On a déjà proposé dans le brevet français 1 113 937 un procédé pour stabiliser un sol qui consiste à incorporer au sol une solution ou dispersion aqueuse d'une composition copolymérisable comprenant un dérivé acrylique et une alcoylidène-diacrylamide. Selon ce procédé on fait en particulier appel à de l'acrylamide. Dans le cas de sols alcalins l'on utilise comme cata- lyseur despersulfates et comme activants de ces cataly- seurs des polyamines, telles que la triéthanolamine. On sait que l'on peut aussi mettre en oeuvre comme système catalytique des peroxydes organiques tels que le peroxyde de benzoyle et une amine telle que la diméthyl- aniline. Selon de tels procédés on ajoute le catalyseur appro- prié au mélange des solutions aqueuses des divers dérivés monomère, on mélange au sol les compositions catalysées et on laisse polymériser. Mais avec de telles compositions, pratiquement l'on est obligé de faire appel à des produits toxiques, comme l'a- crylamide, ou une amine tertiaire.De plus, par exemple dans le cas du système catalytique peroxyde organique amine ter- tiaire le système doit être préparé sur place, ce qui pré- sente des riques en raison de la toxicité de certains des produits. On a aussi proposé dans le GB 1 303 456 de faire appel à des acrylates ou méthacrylates d'hydroxyalkyle solubles dans l'eau, mais dans ce cas d'une part l'on doit faire appel à des solutions diluées, d'autre part il est néces- saire de mettre en oeuvre un sel d'argent soluble dans l'eau, et un persulfate également soluble dans l'eau. Là encore, il faut une solution fraichement préparée. Mais maintenant on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, une nouvelle composition polymérisable caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un monomère soluble dans l'eau du groupe des esters éthyléniques, présentant au moins une fonction alcool et un système catalytique à base d'un sel stanneux organique. De manière générale, le monomère répond à la formule R-O-0 R' dans laquelle R = radical alkyle insaturé R' = radical alkyle présentant une fonction alcool libre Il est notamment constitué par des dérivés du type hydroxyalkylacrylate ou méthacrylate et en particulier par le 2hydroxyéthyl méthacrylate de formule C%3= - _0 _CH2 CH20 ou le 2-hydroxypropyl acrylate ou méthacrylate ou le 2-hydroxyethyl acrylate Comme dit précédemment le système catalytique est à base d'un sel stanneux organique. Avantageusement le sel stanneux est constitué par de l'octoate stanneux éventuel- lement le système catalytique peut renfermer d'autres composés tels que du groupe des persulfates alcalins, no- tamment d'ammonium et de la triéthanolamine. La mise en oeuvre de la composition selon l'invention se fait facilement. On peut notamment faire appel à des solutions de monomère + catalyseur pratiquement pures. On peut aussi diluer ces solutions d'une quantité d'eau variable, avantageusement cette dilution est telle que la solution renferme de 20 à 80 % en poids de monomère + catalyseur. On peut incorporer à ce mélange gélifiable d'autres monomères ou réactifs en vue de modifier certaines pro- priétés, par exemple l'adhérence. En effet, l'effet cata- lytique qui se développe entre l'octoate stanneux et les 2-hydroxyalkylacrylate ou méthacrylate permet de faire réagir d'autres monomères éthyléniques ou d'autres réactifs tels que alcools et esters. Comme déjà dit les compositions selon l'invention peu- vent avoir de nombreuses applications. Elles conviennent particulièrement pour toute application o l'on recherche les propriétés suivantes: produit peu visqueux, gélifia- ble à froid, capable d'évoluer dans un temps connu à l'avance vers des propriétés physiques et mécaniques bien déterminées. Ces propriétés peuvent être - très léger retrait - taux de gonflement de quelques % à 50 % dans l'eau - module d'élasticité de 1 000 à 10 000kg/cm2 - résistance à la rupture, compressions quelques kg/cm jusqu'à plus de 200 kg/cm2 produit peu toxique, non dangereux à manipuler notani ment dans les endroits peu aérés. Le mélange a un point éclair supérieur à 1000C lorsqu'il est utilisé pur, c'est-à-dire sans dilution. Parmi ces applications, on peut citer d'une manière générale le traitement de toutes structures poreuses ou fissurées dans le but de consolider ou d'étancher. Il peut S'agir: -de sols meubles -de roches fissurées -de constructions en béton. Parmi les avantages des compositions selon l'invention on peut mentionner: - une très faible toxicité, dans le cas de 2-hydroxy- propylmethacrylate on donne la valeur de LD 50 de 11 200 selon Encyclopedia of Polymer Science and technology, Volume 1 p. 259 table 6. - un point éclair supérieur à 100 C - un emploi simple il suffit de mélanger le monomère et le catalyseur qui sont liquid es ( minutes. - enfin des propriétés physiques et mécaniques régla- bles dans de larges domaines, notamment pour - les temps de prises - les taux de gonflement - les modules d'élasticités - les résistances à la rupture. Mais la présente invention sera plus aisément comprise à l'aide des exemples suivants donnés à titre illustratif mais nullement limitatif. Les conditions opératoires et le temps de gélification sont exprimés dans le tableau ci-après, les pourcentages étant exprimés en poids. 6 le mélange suivant: 1 g 1 g q5 g g g Ce mélange au bout de 15 gonflant dans l'eau. On note de persulfate d'ammonium de triéthylamine d'octoate stanneux de H.E.M.A d'eau minutes forme un gel souple que l'addition d'octoate Ex. H.E.M.A 2 hydroxyethyl méthacrylate 1 99,5 2 99 3 99 4 49 30 stanneux permet d'améliorer certaines propriétés comme le taux de gonflement. Les sels obtenus à partir des compositions selon les exemples 1 à 3 sont solides et très rigides. Le produit selon l'exemple 4 est souple, non cassant, de même que les produits 5 et 6. On observe que le gel selon l'exemple 1 présente un taux de gonflement de l'ordre de 5 % alors que le gel selon l'exemple 6 a un taux de gonflement de 50 %. Le module d'élasticité en compression peut être très élevé, dans les exemples 1 à 3,il est supérieur à 10 000 kg/cm2 et les résistances à la rupture sont supérieures à 100 kg/em2. Ces gels suivant leur dosages gonflent dans l'eau de à 50 % dans certains cas, cette propriété s'accompagne d'un durcissement du gel. On note également dans ces exem- ples un très faible retrait lorsque ces gels sont conser- vés à l'abri de l'air. Ces exemples illustrent l'intérêt de la présente inven- tion. On peut en particulier régler le temps de gélifica- tion entre quelques minutes et quelques heures, ce qui est un avantage considérable puisque de cette manière on peut amener séparément la solution du monomère et le sys- tème catalytique et opérer la gélification sur place. De plus, selon l'invention ces solutions peuvent être pré- parées longtemps à l'avance en l'état liquide et être mélangées sur place sans manipulation particulière. REVENDICATIONS 1) Composition polymérisable caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un monomère soluble dans l'eau du groupe des esters éthyléniques présentant au moins une fonction alcool et un système catalytique à base d'un. sel stanneux organique. 2) Composition polymérisable selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le monomère répond à la formule: R_ _C 0 R' dans laquelle R = radical alkyle insaturé R' = radical alkyle présentant une fonction alcool libre 3) Composition selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le monomère est du groupe des dérivés hydro- xyalkylacrylates et méthacrylates. 4) Composition selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le monomère est du groupe du 2-hydroxyêthyl et 2-hydroxypropyl acrylate et méthacrylate. ) Composition selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que le sel stanneux est consti- tué par de l'octoate stanneux. 6) Composition selon l'une des revendications 1 à 5, carac- térisée par le fait que le système catalytique comprend en outre des composés du groupe des persulfates alcalins et des polyamines. 7) Composition selon l'une des revendications 1 à 6, carac- térisée par le fait que les solutions de monomère + cata- lyseur sont pratiquement pures. 8) Composition selon l'une des revendications 1 à 6, carac- térisée par le fait que la solution renferme en poids de à 80 % de monomère + catalyseur. 9) Application de la composition selon l'un des revendica- tions là 8 au traitement des sols.