Brevet FR2507175A1 — publié le 19821210

COMPOSITION HYDROFUGE POUR LE TRAITEMENT DANS LA MASSE DU PLATRE OU D'UN PRODUIT A BASE DE PLATRE ET PROCEDE CORRESPON- DANT. On sait qu'il est souvent souhaitable de traiter dans la masse, le plâtre ou un produit à base de plâtre, tel que des agglomérés plâtre-fibres, de façon à protéger le ma- tériau fini contre la pénétration d'eau, provenant, par exem- ple, de remontées d'eau du sol Un tel traitement dans la mas- se a lieu au moment de la confection du plâtre, en ajoutant une composition hydrofuge dans l'eau de gâchage. Parmi les substances hydrofuges qui ont déjà été uti- lisées, on peut mentionner les siliconates de potassium ou de sodium Ces produits ont pour inconvénient, en raison de leur alcalinité, de produire des effluorescences en surface, voire de petits cratères dus à la présence de carbonates solu- bles On a aussi essayé des résines silicone en poudre, mais leur mise en oeuvre s'avère délicate en raison de la différen- ce de densité des poudres pouvant aller de 1 à 3 et aussi de la nécessité d'utiliser des réticulants ou des catalyseurs en poudre On a aussi utilisé des émulsions aqueuses de silicone de différentes natures; mais, dans ce cas, le taux d'hydrofu- gation pour une consommation raisonnable d'émulsion laisse à désirer et, en outre, 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 des si- lanes dans des formulations appropriées que l'on incorpore dans l'eau de gâchage du plâtre Après hydrolyse, les silanes conduisent à la formation in-situ d'une résine du type silico- ne Plusieurs obstacles s'opposent actuellement à l'emploi gé- néralisé de silanes comme produit hydrofuge En effet, les si- lanes se présentent sous la forme d'un liquide volatil et to- xique, qui n'est pratiquement pas soluble ou dispersiblb dans l'eau; ils ne peuvent donc pas être utilisés isolement mais seulement en association avec d'autres ingrédients permettant leur emploi En outre, les silanes sont relativement chers et doivent donc être mis en oeuvre d'une façon optimum, en évi- tant autant que possible leur perte par évaporation et en fa- vorisant leur contact avec l'eau de gâchage. Dans la demande de brevet français n' 80 26515 dépo- sée le 12 Décembre 1980 par la société déposante, on a propo- sé de mettre en oeuvre un silane avec un tiers-solvant ayant pour r 6 le de solubiliser le silane dans l'eau Grâce au tiers- solvant, il se produit un bon contact entre le volume d'eau de gâchage et la faible quantité de silane qui y est ajoutée, d'o l'obtention d'une hydrofugation efficace du plâtre ou du produit à base de plâtre Toutefois, dans le matériau fini, _ le tiers-solvant, qui est un alcool de faible poids moléculai- re, tel que le méthanol ou l'éthanol, ou une cétone, telle que l'acétone, a tendance à s'évaporer et à entraîner avec lui le silane, ce qui se traduit par une perte non négligea- ble de silane, compte-tenu de son prix élevé. Pour favoriser l'hydrolyse du silane en milieu aqueux et pour assurer simultanément une bonne dispersion de la ré- sine silicone formée dans la masse du plâtre ou du produit à base de plâtre, on a aussi proposé dans la demande de brevet français précitée, d'ajouter dans l'eau de gâchage un agent d'acidification faiblement acide, tel que le mono ou le di-phosphate acide de calcium Mais si cet agent acide favo- rise effectivement l'hydrolyse du silane, ila pour inconvé- nient de retarder la prise du plâtre, alors qu'il est, dans bien des cas, intéressant de chercher au contraire à accélé- rer cette prise. La présente invention vise à proposer une composition destinée à être mélangée à l'eau de gâchage du plâtre, qui permette une utilisation optimale du silane qu'elle contient en réduisant sensiblement les pertes de silane par évapora- tion au moment de la prise et du séchage du plâtre Un autre but de l'invention est d'effectuer, avec 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 hydrofugée étant sensiblement plus réduit que celui que l'on obtient habituellement avec les compositions hydro- fuges classiques. La présente invention a donc pour objet une composi- tion hydrofuge destinée à être incorporée dans l'eau de gâ- chage d'un plâtre ou d'un produit à base de plâtre, ladite composition renfermant dans un milieu aqueux, au moins un si- lane monomère conduisant, après hydrolyse, à la formation d'une résine de type silicone et répondant à la formule géné- rale suivante: RX-Si-(OR')n, formule dans laquelle R et R' sont indépendamment un radical alkyl inférieur ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un radical phényl et dans laquelle x et n sont des nombres entiers, dont la somme est égale à 4, x pou- vant être nul, caractérisée par le fait qu'elle renferme une dispersion d'au moins un sel d'acide gras insoluble. La composition hydrofuge selon l'invention peut être préparée en dispersant dans l'eau, sous une forte agitation, un sel d'acide gras insoluble puis en ajoutant le silane qui vient se fixer ou s'adsorber sur les particules de sel d'aci- de gras dispersées dans l'eau. Parmi les sels d'acide gras insolubles utilisables dans l'invention, on peut citer les stéarates et oléates, tels que l'oléate de magnésium, le stéarate de magnésium, d'aluminium ou de calcium On préfère utiliser les stéarates tels que le stéarate de calcium, en raison de leur bonne disponibilité et de leur faible prix de revient. La teneur en sel(s) d'acide gras insoluble(s) de la composition hydrofuge est avantageusement comprise entre 10 et 20 7 % en poids par rapport au poids total de la composition. Le sel d'acide gras insoluble entrant dans la composi- tion selon l'invention est intéressant à plusieurs titres il adsorbe le silane en milieu aqueux; il prépare et favorise la réticulation dudit silane; il joue,à cet effet, le rôle de l'agent d'acidification mis en oeuvre dans la demande de brevet français 80-26515, sans avoir pour autant un effet retardateur sur la prise du plâtre; il possède en lui- même des propriétés hydrofuges, qui viennent se combiner aux propriétés hydrofuges du silane; il constitue un épaississant et un plastifiant non seulement de la formulation selon l'invention, lorsque cette dernière a la consistance d'une pâte mais encore du plâtre fini, une fois qu'il a été coulé et séché; on observe que l'incorporation de la dispersion de sel(s) d'acide gras inso- luble(s), notamment de stéarate de calcium, dans l'eau de ga- chage du plâtre donne au produit fini un aspect plus brillant, plus souple dé à la présence du stéarate. La composition selon l'invention renferme avantageu- sement de 0,5 7 à 5 % et, de préférence, de 1 à 2 % de silane, ces pourcentages étant exprimés en poids par rapport au poids total de la composition. Dans une première variante de réalisation, la compo- sition selon l'invention peut renfermer, comme décrit dans la demande de brevet français 80-26515, un tiers-solvant utilisé pour solubiliser le silane dans l'eau et pris dans le groupe formé par le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol, des cétones et le diméthylsulfoxyde Dans une deuxième varian- te de réalisation, plus particulièrement préférée, la composi- tion selon l'invention renferme, de façon connue en soi, outre le silane, une résine de silicone, notamment de méthyl-silicone. Dans un mode de réalisation particulièrement avanta- geux, la composition selon l'invention renferme au moins un agent épaississant pris dans le groupe formé par la silice, la bentonite, les alginates, tels que l'alginate de sodium, les dérivés de la cellulose, tels que la méthylcellulose, l'hydroxyéthylcellulose, ou leurs mélanges L'incorporation d'un agent épaississant permet, non seulement, de régler la consistance de la composition hydrofuge pour lui donner notam- ment l'aspect d'une pâte mais a également pour effet de fixer le silane à l'intérieur de la composition, ce qui l'empêche ainsi de s'évaporer La teneur en agent(s) épaississant(s) est, d'une façon générale, comprise entre 0,5 et 2 X en poids par rapport au poids total de la composition Les pourcentages ci-dessus indiqués ne sont pas critiques et on peut utiliser sans inconvénient une proportion d'agent(s) épaississant(s) inférieure ou supérieure à la fourchette pondérale susmention- née. Selon une autre caractéristique de la composition hydrofuge selon l'invention, cette dernière renferme-du plt- tre dissous en une quantité comprise entre 1 et 5 % en poids par rapport au poids total de la composition La présence de plâtre dissous présente un triple intérêt S tout d'abord, il joue le rôle d'agent épaississant; c'est ensuite un excel- lent accélérateur de prise, qui présente, par rapport aux autres accélérateurs de prise, l'avantage d'être d'un faible prix de revient; et enfin, il n'a bien entendu aucun effet secondaire dans le produit fini en plâtre ou à base de plâtre. La composition selon l'invention peut être peu con- sistante et avoir l'aspect d'un lait ou très consistante et avoir l'aspect d'une pâte mall Jle D'une façon générale, sa teneur en eau est comprise entre 60 % et 90 % en poids par rapport au poids total de la composition Dans tous les cas, la composition selon l'invention, peut Etre aisément mélangée, même sous une faible agitation, à l'eau de gâchage du plâtre ou du produit à base de plâtre. La présente invention a également pour objet un procé- dé d'hydrofugation dans la masse d'un plâtre ou d'un produit à base de plâtre, caractérisé par le fait que l'on ajoute dans l'eau de gâchage du plâtre ou du produit à base de plâtre d'environ 2 à environ 10 % de la composition ci-dessus défi- nie, ces pourcentages étant exprimés en poids par rapport au poids du plâtre ou du produit à base de plâtre à gâcher. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif. EXEMPLE 1 On mélange sous une forte agitation les ingrédients suivants (les pourcentages étant exprimés en poids par rapport au poids total de la composition): Stéarate de calcium 20 X Méthyl-cellulose 1 % Silane répondant à la formule CH 3 Si(OCH 3)3 (poids moléculaire 136; pureté d'environ 95 %; densité de 0,9) * o 57. Plâtre dissous 2 X Bentonite 2 % Eau * * 70 % Le mélange est effectué en introduisant en dernier lieu le silane; l'agitation énergique est poursuivie jusqu'à l'obtention d'une pâte plastique, homogène pouvant être aisé- ment dissoute dans l'eau de gâchage du plâtre. Dans cet exemple, la pâte hydrofuge ci-dessus est utilisée dans une proportion pondérale d'environ 2 % par rapport au plâtre à gâcher Le plâtre étant gâché et coulé, on lui laisse faire sa prise. On observe que la reprise en eau du plâtre hydrofugé est inférieure à 0,5 % alors que le plâtre témoin préparé dans des conditions identiques a une reprise en eau d'environ 20 % La mesure de la reprise d'eau du plâtre est effectuée selon la norme EXEMPLE 2 On mélange sous une forte agitation les ingrédients suivants (les pourcentages ci-après étant exprimés en poids par rapport au poids total de la composition): Stéarate d'aluminium, , 15 % Plctre 2 % Si ice e O 2 % Alginate d'aluminiuml i ni 5 X Méthyl-silicone 1 % Silane répondant à la formule CH 3 Si(OCH 3)3 (poids moléculaire 136; pureté d'environ 95 %; densité de 0,9) 4 % Eau * * 71 % Comme précédemment, le silane est introduit en der- nier lieu; l'agitation énergique est poursuivie jusqu'à l'obtention d'une pâte plastique homogène, qui peut être ai- sément dissoute dans l'eau de gâchage du plâtre. La pâte hydrofuge ci-dessus est utilisée dans une pro- portion pondérale d'environ 2 % -par rapport au plâ- tre à gâcher Le plâtre étant gâché et coulé, on lui laisse faire sa prise La reprise en eau du plâtre hydrofugé est inférieure à 0,5 %. Il est bien entendu que les modes de réalisation ci- dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Composition hydrofuge destinée à être incorporée dans l'eau de gâchage d'un plâtre ou d'un produit à base de plâtre, ladite composition renfermant, dans un milieu aqueux, au moins un silane monomère conduisant, après hydrolyse, à la formation d'une résine de type silicone et répondant à la for- mule générale suivante: R:-Si-(OR')n, formule dans laquelle R et R' sont indépendamment un radical alkyl inférieur ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un radical phényl et dans laquelle x et N sont des nombres entiers dont la somme est égale à 4, x pouvant être nul, caractérisée par le fait qu'elle renferme une dispersion d'au moins un sel d'acide gras insoluble. 2 Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le sel d'acide gras insoluble est pris dans le groupe formé par les stéarates et les oléates. 3 Composition selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le sel d'acide gras insoluble est un stéarate de calcium ou d'aluminium. 4 Composition selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle renferme de 0,5 X à 5 % de si- lane et de 10 à 20 X de sel d'acide gras insoluble, ces pour- centages étant exprimés en poids par rapport au poids total de la composition. Composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle renferme, en poids par rap- port au poids total de la composition, de 0,5 à 2 7 d'au moins un agent épaississant pris dans le groupe formé par la silice, la bentonite, les alginates, les dérivés de la cellulose ou leur mélange. 6 Composition selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle renferme de 1 à 5 % en poids de plâtre dissous, ces pourcentages étant exprimés par rapport au poids total de la composition. 7 Composition selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que sa teneur en eau est comprise entre 60 7 et 90 % en poids par rapport au poids total de la composition. 8 Composition selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle renferme un tiers-solvant permettant de solubiliser le silane dans l'eau, ce tiers- solvant étant pris dans le groupe formé par le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'isopropanol, des cétones et le diméthylsulfoxyde. 9 Composition selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle contient une résine de sili- cone, notamment de méthyl-silicone. Procédé d'hydrofugation dans la masse d'un plâtre ou d'un produit à base de plâtre, caractérisé par le fait que l'on incorpore dans l'eau de gâchage du plâtre ou du pro- duit à base de plâtre,d'environ 2 à environ 10 % de la compo- sition selon l'une des revendications 1 à 9, les pourcentages précités étant exprimés en poids par rapport au poids du plâtre ou du produit à base de plâtre à gâcher.