Brevet FR2496090A1 — publié le 19820618

COMPOSITION HYDROFUGE POUR LE TRAITEMENT DU PLATRE OU D'UN PRODUIT A BASE DE PLATRE ET PROCEDE CORRESPONDANT On sait qu'il est souvent souhaitable de traiter des matériaux de construction de façon à les rendre hydrofuges. C'est le cas notamment de parois en plate ou en produits à base de plâtre tels que des agglomérés plâtre-fibres. Un tel traitement peut avoir lieu soit au moment de la confection du plâtre en ajoutant une composition hydrofuge dans l'eau de gachage du platre, soit postérieurement en mettant en contact par pulvérisation ou par imprégnation la paroi que l'on ddsi- -e préserver de l'humidité avec une composition hydrofuge. Parmi les substances hydrofuges qui ont déjà été utilisées, on peut citer les siliconates de potassium ou de sodium, ces produits ont pour inconvénient, en raison de leur alcalinité, de produire des effluorescences enksurface voire de petits cratères dus à la présence de carbonates solubles. On a aussi essayé des silicones en poudre que l'on mélange au plâtre avant le gâchage ; mais 1ir mise en oeuvre s'avère délicate en raison de la différence de densité des poudres pouvant aller de t à 3 et aussi de la nécessité d'emploi de réticulants ou de catalyseurs en poudre ; on a aussi utilise des émulsions aqueuses de silicone de différente nature que l'on incorpore à l'eau de gâchage du plâtre ; mais, le taux d'hydrofugation pour une consommation raisonnable d'émulsion laisse à désirer et la reprise en eau demeure relativement importante (de l'ordre de 5 à 7 % alors qu elle varie entre 15 et 20 X pour un plâtre non hydrofugé). On a aussi envisagé tout récemment d'utiliser aes silanes pour l'hydrofugation de matériaux de construction, et plus particulièrement, de matériaux humides. On sait qe ces produits conduisent, après hydrolyse, à la formation in situ d'une résine du type silicone. Plusieurs obstacles s'opposent actuellement à l'utilisation des silanes comme produits hydrofuges. Le premier est d'ordre économique car les silanes content relativement chers et doivent donc être mis en oeuvre d'une façon optimum. Les autres obstacles sont d'ordre technique : en effet, le silane se présente sous forme d'un liquide volatil qui n'est pas soluble ni dispersible dans l'eau et qui, par suite, à tendance à remonter à la surface du matériau à hydrofuger avant d'avoir pu (tre transformé par réticulation en une résine silicone. Pour réduire l'évaporation des silanes, on a pensé à accélérer leur polymérisation en les mettant en présence d'un acide fort. Toutefois, leur utilisation en milieu acide fort soulève des difficultés lorsque l'on désire hydrofuger des matériaux de construction en plâtre ou à base de plâtre.En effet. si l'on ajoute dans l'eau de gâchage du plâtre, une solution d'acide chlorhydrique diluée contenant des silanes il se produit une réticulation trop rapide des silanes avec le risque d'une très mauvaise dispersion de la résine @ilico ne formée dans la masse du matériau hydrofugé ou à la surface de ce dernier s'il s'agit dun traitement de surface Au surs plus, il se forme une quantité importante de chlorures solubles ou hygroscopiques et, par conséquent, indésirables à partir des impuretés ou des adjuvants que l'on trouve normalement dans les plâtres industriels. La présente invention vise à permettre l'utilisation de silanes dans le traitement hydrofuge, en surface ou dans la masse, d'un plâtre ou d'un produit à base de plâtre. Un autre but de l'invention est de réaliser, avee de faibles quantités de silane, une hydrofugation efficace du plâtre ou du produit à base de plâtre, le taux de reprise en humidité de la paroi ainsi traitée étant sensiblement plus réduit que celui que l'on obtient habituellement avec des produits hydrofuges classiques. Pour atteindre ces buts, on prévoit, selon l'invention de préparer une solution de silane soluble dans l'eau. Or, les silanes ne sont pas en tent que tels solubles, ni dispero subies dans l'eau, même sous une bonne agitation. On met par conséquent en oeuvre un tiers solvant ayant pour rdLe de so- lubiliser le silane dans l'eau Grâce à l'utilisation d'un tiers solvant, il se produit Un bon contact entre le volume d'eau destiné au gâchage ou la quantité d'eau se trouvant à la surface de la parci humide à hydrofuger et la faible quantité de silane.Dans ces conditions, le silane esc parfaite- ment au contact de l'eau ; il n'a plus tendance a remonter en surface et à s ' s'évaporer et l'hydrolyse peut donc se faire rapidement et complètement. TJne autre caractéristique importan-. te de l'invention réside dans le choix d'agents d'acidification faiblement acides que l'on met en contact avec la solution de silane soluble dans l'eau dans le but de favoriser l'hydrolyse du silane tout en évitant la formation de sels solubles ou hygroscopiques. La présente invention a donc pour objet une composition hydrofuge pour le traitement dans la masse ou en surface, d'un plfltre ou d'un produit & base de plâtre, caractérisée par le fait qu'elle comporte une solution d'au moins un silane monomère conduisant, après hydrolyse, à la formation d'une résine du type silicone et répondant à la formule générale suivante RXSi-(OR' )" formule dans laquelle R et R' sont indépendamment un aikyl inférieur ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou n phényl, x et n sont des nombres entiers dont la somme est égale à 4, x pouvant outre nul dans un solvant dudit silane miscible à l'eau et solubilisant le silane dans l'eau. Le solvant du silane assurant sa solubilisation dans l'eau est avantageusement pris dans le groupe formé par le m- thanol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol, des cétones telles que l'acétone et le diméthylsulfoxyde. On préfère le méthanol ou l'éthanol. Pour favoriser l'hydrolyse du silane en milieu aqueux et pour assurer simultanément une bonne dispersion, sans prise en masse, de la résine silicone formée, la composition hydrofuge est mise en contact, au moment de l'emploi, avec au moins un agent d'acidification faiblement acide à la fois soluble dans l'eau et dans le solvant du silane et ne conduisant pas, au contact du matériau que l'on désire hydrofuger, à la formation de sels solubles ou hygroscopiques. De préférence, l'agent d'acidification est un sel d'acide minéral pris dans le groupe formé par le mono- ou le disphosphate acide de calcium ou un sulfate acide et/ou un acide organique pris dans le groupe formé par les acides citrique, oxalique, fumarique, tartrique, glycolique et les acides sulfoniques. C'est ainsi que l'on peut utiliser pour l'hydrofugation dans la masse du plâtre, de l'acide oxalique préalablement dissous dans le méthanol servant à la solubilisation du silane, le tout étant ajouté à l'eau de gâchage du plâtre. On peut aussi ajouter à l1 eau de gachage du plâtre, une solution de silane dans du méthanol et un mélange d'acide citrique et d'acide tartrique. La présente invention a également pour objet un procédé pour l'hydrofugation dans la masse ou en surface d'un plâ- tre ou d'un produit à base de plftre, caractérisée par le fait que l'on traite le plâtre ou le produit à base de plâtre par la composition hydrofuge ci-dessus définie renfermant une solution de silane dans un solvant dudit silane, miscible à l'eau et solubilisant le silane dans l'eau. L'hydrofugation dans la masse d'un plâtre peut Entre effectuée de deux manières différentes : selon une première possibilité, dans la composition hydrofuge renfermant le silane et son tiers solvant, on dissout un agent d'acidification ci-dessus défini, puis on mélange la composition acidifiée à l'eau de gâchage du piste. Selon une seconde possibilité, on dissout directement dans l'eau de gâchage du plStre un agent d'acidification cidessus défini puis on y introduit la composition hydrofuge contenant le silane et son tiers solvant. Dans tous les cas, on ajoute la composition hydrofuge selon l'invention à l'eau de gachage dans une proportion telle que le plâtre obtenu renferme en poids de 0,5 à 15 Z et, de préférence, de 1 à 5 Z de silane. La quantité d'agent(s) acidifiant(s) qui est ajouté, soit à la composition hydrofuge soit encore à l'eau de gAcha- ge, dépend de plusieurs paramètres notamment de l'agent particulier utilisé. Cependant, d'une façon générale, l'agent d'ad- dification est utilisé dans une proportion telle que le pH dans l'eau de gâchage du plâtre soit compris entre l et 6 et, de préférence, entre environ 2 et environ 4. Le procédé de l'invention s'applique également à l'hy- drofugation en surface d'une paroi réalisée en pl3tre ou en un produit à base de plâtre. Dans ce cas, sur la paroi à traiter préalablement humidifiée, le cas échéant, par exemple une paroi en plâtre frais ayant fait sa prise mais non encore sèche, on y applique par pulvérisation ou imprégnation, la composition hydrofuge dans laquelle on a préalablement dissout un agent d'acidification ci-dessus défini. Les trois exemples suivants illustrent la présente invention. Exemple 1 : Dans 5cm de méthanol à environ 99,5 , on introduit 5cm3 de silane répondant à la formule suivante Le poids moléculaire du silane monomère utilisé est égal à 136 ; il est pur à environ 95 Z et sa densité est égale à 0,94. On agite la solution jusqu'à l'obtention d'une seule phase limpide puis on l'introduit dans 40cm3 d'eau, contenant O,lg d'acide oxalique, pour constituer l'eau de gâchage de lOOg de pîStre. Le plâtre étant gâché et coulé, on lui laisse faire sa prise, et l'on obtient environ 110g de platre hydrofugé après séchage. Exemple 2 On introduit 5cm3 de silane répondant à la formule suivante (poids moléculaire de 78 ; pureté d'environ 95 Z ; densité de : 0,9) dans 5cm3 d'éthanol à environ 95 contenant O,lg d'acide citrique ; on agite la solution jusqu'à l'obtention d'une seule phase homogène puis on l'introduit dans 50cm3 d'eau pour constituer l'eau de gachage de lOOg de plâtre. Le plStre étant gâché et coulé, on lui laisse faire sa prise et l'on obtient llOg de plâtre hydrofugé dont la reprise en eau n'est pas supérieure à 0,1 Z en poids, après une heure de contact de sa surface avec de l'eau stagnante. Exemple 3 On introduit 5cm3 de silane répondant à la formule suivante (poids moléculaire de 148 ; pureté d'environ 95 % ; densité de 0,84) dans 10 cm d'éthanol à environ @5 : on agite la solution jusqu'à l'obtention d'une seule phace homogène puie on l'introduit dans 45 cm3 d'eau coutenant 0,5 g de monophosphate acide de calcium pour constituer l'eau de gâchage de 100 g de plâtre e plâtre étant gâché et coulé, on lui laisse faire sa prise et L'on obtiont I@og de plâtre hydrofugé dont la reprise en eau n'est pas uprieure a 0,1 7 en poids après une heure de contact de sa surface a@ec de l'eau stagnante, et une reprise d'e@u inférieure ou égale à 0,6 g en poids après @heures de contact. @@ est bien entendu que les modes de réalisation ci-dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifications désimables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Composition hydrofuge pour le traitement dans la masse ou en surface,d'un plâtre ou d'un produit à base de plâ- tre, caractérisée par le fait qu'elle comporte une solution d'un silane monomère conduisant, après hydrolyse à la formation d'une résine du type silicone et répondant & la formule générale suivante R-Si- (OR' )fl formule dans laquelle R et R' sont indépendamment un alkyl inférieur ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un phényl, x et n sont des nombres entiers dont la somme est égale à 4, x pouvant outre nul, dans un solvant dudit silane miscible à l'eau et solubilisant le silane-dans l'eau. 2 - Composition hydrofuge selon la revendication 1 Ca- ractérisée par le fait que le solvant du silane est pris dans le groupe formé par le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol, des cétones et le diméthylsulfoxyde. 3 - Composition hydrofuge selon la revendication 2, Ca- ractérisée par le fait que le solvant du silane est du mFtha- nol ou de l'éthanol. 4 - Composition hydrofuge selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle est mise en non tact, au moment de l'emploi,avec au moins un agent d'acidification faiblement acide, à la fois soluble dans l'eau et dans le sol- vant du silane et ne conduisant pas, au contact du produit à traiter, à la formation de sels solubles ou hygroscopiques. 5 - Composition hydrofuge selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'agent d'acidification est un sel d'acide minéral pris dans le groupe formé par le monoou di-phosphate acide de calcium ou un sulfate acide et/ou un acide organique pris dans le groupe formé par les acides citrique, oxalique, fumarique, tartrique, glycolique et les acides sulfoniques. 6 - Procédé pour l'hydrofugation dans la masse ou en surface d'un plâtre ou d'un produit 9 base de pl tre, carac térise par le fait que l'on traite le plâtre ou le produit à base de plâtre par une composition hydrofuge selon l'une des revendications 1 à 3. 7 - Procédé selon la revendication 6 pour le traite ment dans la masse d'un plStre, caractérisé par le fait que l'on dissout dans la composition au moins un agent d'acidification selon l'une des revendications 4 ou 5 et que l'on mélange ensuite la composition acidifiée à l'eau de gachage du plStre. 8 - Procédé selon la revendication 6 pour le traitement dans la masse d'un plâtre, caractérisé par le fait que l'on dissout dans l'eau de gâchage du plâtre au moins un agent d'acidification selon l'une des revendications 4 ou 5 ; que l'on mélange ensuite l'eau de gâchage ainsi acidifiée à la composition hydrofuge. 9 - Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractéris par le fait que l'on ajoute la composition hydrofuge à l'eau de gâchage dans une proportion telle que le plâtre obtenu renferme en poids de 0,5 à 15 Z de silane. 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'on ajoute la composition hydrofuge à l'eau de gâchage dans une proportion telle que le plâtre obtenu renferme en poids de 1 à 5 Z de silane. 11 - Procédé selon la revendication 6 pour le traitement d'une paroi humide contenant du plâtre ou un produit à base de plâtre, caractérisé par le fait que l'on dissout dans la composition hydrofuge aumoins un agent d'acidification selon l'une des revendications 4 ou S et que l'on met en contact par im- prégnation ou pulvérisation la paroi humide à traiter avec la composition ainsi acidifiée. 12 - Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé par le fait que l'agent d'acidification est utilisé dans une proportion telle que le pH dans l'eau de gSchage du plâtre ou sur la paroi humide traitée en plâtre ou à base de plâtre soit compris entre 1 et 6. 13 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que l'agent d'acidification est utilisée dans une proportion telle que le pH dans l'eau de gâchage du plâtre ou sur la paroi humide traitée en plâtre ou à base de plStre soit compris entre environ 2 et environ 4.