Brevet FR2554484A1 — publié le 19850510

La présente invention a pour objet une toiture pour bâtiments et analogues. Plus particulièrement, elle concerne une toiture utilisant une seule couche de matériau à base de silicone pour protéger les toits en terrasse, nouveaux et existants, des effets de l'exposition aux éléments atmosphériques, tels que les rayons solaires, les basses températures, la pluie, le vent, la poussière, etc. Dans la majorité des cas, la construction des toits comprend généralement la mise en place d'une couche protectrice partant de la structure sous-jacente qui est en général un toit en terrasse. Les toits en terrasse sont faits en étalant du goudron ou d'autres adhésifs organiques sur la terrasse ou sur un substrat recouvrant la terrasse, par exemple, du feutre imprégné d'asphalte, en pressant un matériau textile ou non tissé jusqu'à le faire pénétrer dans le matériau organique, puis en appliquant une seconde couche d'asphalte ou d'un autre adhésif, et une autre couche de textile ou de non tissé, et ainsi de suite jusqu'à ce que l'on obtienne au moins l'épaisseur minimum nécessaire pour assurer une résistance aux intempéries. La difficulté principale rencontrée avec de tels systèmes réside dans la perte des propriétés physiques des couches due aux intempéries, -lesquelles provoquent la formation de fissures qui permettent à l1eau de pénétrer. I1 se produit également un retrait du matériau par suite de l'interaction de la lumière ultraviolette sur les matérieux organiques couramment utilisés et il s'ensuit une pénétration de l'eau au niveau des bords, des joints et des coutures. I1 existe également un sérieux manque de compatibilité entre les revêtements de couverture de l'art antérieur et les couches liantes utilisées et il s'ensuit une ouverture des coutures à recouvrement, permettant au vent d'écarter les couches du matériau composite et à l'eau d'y pénétrer. De nombreuses propositions ont été faites pour amélio rer les procédés de fabrication des toits mais aucun ne stest révélé totalement satisfaisant. Le brevet des E.U.A. nO 4 293 597, cédé à la Demanderesse, décrit un procédé de fabrication d'un composite de couverture consistant à appliquer une composition de caoutchouc de silicone auto-liante à deux composants sur un substrat de couverture. Bien que cette composition adhère-très fortement et forme un lien cohérent entre le substrat de couverture et le revêtement, l'intégrité du revêtement a tendance à s'altérer, par exemple, s'il est heurté par des pierres, de la grêle, etc. D'un autre côté, le brevet des E.U.A. nO 4 297 265 au nom de Olsen décrit des substrats souples tels des textiles de fibres de verre revêtus de compositions de caoutchouc de silicone à un composant et ce brevet propose qu'ils soient appliqués "sur des matériaux de couverture existants qui sont fréquemment à base de produits pétroliers ou d'asphalte". Dans cette approche, comme cela a été mentionné plus haut, le problème est l'absence de compatibilité entre les matériaux qui conduit à une perte d'adhérence et, en conséquence, à une défaillance du produit En outre, le simple fait d'appliquer un tissu de verre revêtu de silicone sur un système à multicouches classique n'élimine pas du tout le long travail de la constitution du toit, couche par couche, comme expliqué ci-dessus. Les produits composites élastomères de tissu et de silicone sont connus dans d'autres applications, par exemple, d'après le brevet des E.U.A. nO 4 303 712 Woodroof qui décrit des matériaux hydro-résistants faits à partir de textiles tricotés revêtus de caoutchoucs de silicone durcis à chaud pour la fabrication de vêtements de sport et l'utilisation de silicones vulcanisables à la température ambiante pour sceller des joints à recouvrement dans de tels textiles. Le brevet des E.U.A. nO 4 318 949 au nom de Okamoto et al décrit des feuilles ou des textiles non tissés imprégnés d'organosilicones vulcanisables à la température ambiante ayant une surface molletonnée, lisse au toucher. La toiture selon la présente invention diffère de l'art antérieur en ce sens qu'elle utilise un produit composite ayant comme caractéristiques essentielles le fait de comprendre un substrat isolant et une membrane renforcée constituée d'un textile de verre et de silicone à couche unique. Du fait que la membrane est essentiellement formée de silicone et de verre, il n'y aura pas de perte des propriétés physiques par suite de l'exposition aux intempéries et, en particulier, à la lumière ultraviolette. La membrane adhère soit totalement au substrat, au moyen d'un adhésif sensible à la pression formé d'un silicone, ou elle n'est scellée avec un produit de scellement au silicone qu'au long de sa périphérie, et lestée.On obtient ainsi une compatibilité chimique entre les feuilles de couverture et le substrat et, s'il y a des coutures à recouvrement, on peut utiliser un silicone pour, là aussi, éviter la perte d'adhérence et les fuites qui en résultent. La présente invention apporte ainsi une toiPe comprenant (a) un toit en terrasse (b) un substrat de couverture recouvrant ledit toit en terrasse ; et (c) une couche unique formant membrane constituée de textile de verre revêtu d'un caoutchouc de silicone vulcanisable à la température ambiante, durci, recouvrant ledit substrat de couverture (b), ladite couche formant membrane (c) étant fermement liée audit substrat (b) au moyen de (i)(d) un adhésif sensible à la pression formé d'un caoutchouc de silicone, (ii)(e) un cordon de produit de scellement au silicone disposé le long du périmètre de ladite couche formant membrane (c) liant ladite couche audit toit, en combinaison avec (f) une couche de lestage formée de granulés de couverture, ou (iii) une combinaison des moyens (i) et (ii). Il ressortira à l'évidence de la description précédente et de celle qui suit, ainsi que des exemples spécifiques que l'on obtient ainsi une toiture utilisant une seule couche de matériau à base de silicone qui est perfectionnée et possède des propriétés et des avantages uniques en leur genre. D'autres avantages de la présente invention seront compris à la lecture de la description suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective, partiellement en coupe, d'un toit plat réalisé selon la présente invention, et - le figure 2 représente une vue, à plus grande échelle, d'une partie de la figure 1, montrant une forme de l'invention dans laquelle la membrane est liée au substrat à l'aide d'un adhésif, ladite membrane comportant un joint à recouvrement scellé. Si l'on se réfère aux dessins qui représentent des formes préférées de la présente invention, la figure 1 montre une partie d'un toit en terrasse 10 composite comprenant le toit 12, le substrat 14 et une seule membrane 16 formée de verre et de silicone. Comme il ressort également de cette forme d'exécution, il est prévu une couche d'adhésif 18 formée de silicone sensible à la pression. Cette couche peut être supprimée et remplacée-par un scellement au niveau des bords et par un lestage comme on le décrira plus loin. La membrane 16 est formée d'une composition vulcanisable à la température ambiante (VTA) à un composant à base de silicone et ayant une viscosité lui permettant d'être versée, cette composition VTA étant appliquée sur un textile de verre. Bien que le textile puisse être mis en place et revêtu in situ à l'aide de la composition de silicone VTA, on préfère préfabriquer la membrane et la livrer prête à l'usage au point d'utilisation. Cela réduit les phases de construction. Dans tous les cas, le système de silicone à un composant préféré sera constitué, comme cela est bien connu, d'une composition dans laquelle tous les ingrédients, y compris les système catalytiques, sont mélangés et stockés à l'état anhydre. Tant que de l'humidité ne vient pas en contact avec la composition, elle ne durcit pas.Cependant, une fois que la composition est appliquée sur le textile de verre, soit par revêtement, soit par trempage ou par tout autre moyen classique, et qu'elle vient en contact avec l'humidité de l'air, ou d'autres types d'humidité, elle durcit rapidement pour passer à un état final caoutchouteux. Les compositions de silicone VTA à un composant sont habituellement classées selon le sous-produit qui se dégage au cours du durcissement. Les quatre sous-produits les plus courants sont l'acide acétique, les oximes, les alcools et l'acétamine. Une composition de silicone VTA libérant de l'acide acétique est utilisée pour la fabrication d'une membrane préférée selon la présente invention du fait de ses excellentes propriétés physiques et de sa résistance à l'exposition aux intempéries.On prépare une composition convenable pour revêtir le textile de verre en suivant les enseignements de l'exemple 1 du brevet des Etats-Unis 3 035 016 BRUNER : on mélange 16,74 parties de fluide de diméthylsiloxane hydroxylé avec 2,23 parties de méthyl triacétoxysilane et 10,15 parties de fluide de diméthylsiloxane à groupements terminaux triméthylsilyle ayant une viscosité de 2 cs. On chauffe le mélange à 1000C sous pression réduite pendant une heure et demie et l'acide acétique est éliminé au fur et à mesure de sa formation. L'acide acétique restant, l'excès de méthyltriacétoxysilane et le fluide ayant une viscosité de 2 cs sont ensuite éliminés par distillation sous vide. Le fluide résiduel est stable au stockage, en l'absence d'humidité, et il durcit en une heure à une heure et demie pour former un produit caoutchouteux lorsqu'il est exposé à l'humidité atmosphérique. Pour faciliter le revêtement des textiles de verre, on ajoute une petite quantité de solvant comme diluant, le toluène et l'éther de pétrole convenant à cet effet. On peut également utiliser une composition VTA à un composant disponoble auprès de General Electric Company, Waterford, New York, U.S.A., sous la désignation RTV-112. Selon les techniques classiques, la compositon de silicone, seule, ou dissoute dans le solvant, est appliquée sur le textile de verre à la brosse, à la raclette, par pulvérisation, par enduction au rouleau, etc... L'épaisseur est réglable et dépend du travail particulier. Le durcissement se fait par exposition à l'humidité et débouche sur une surface de caoutchouc de silicone exposée vers l'extérieur dans le matériau composite 16. Comme il a déjà été mentionné, on peut appliquer la présente toiture aux toits en terrasse nouveaux et existants 12, qui peuvent être en bois, métal, béton, maçonnerie, matériau plastique ou analogue.En liaison avec la figure 2, on applique tout d'abord le substrat isolant 14 sur le toit en terrasse 10, substrat qui peut être formé d'un matériau classique tel que, sans que cela soit limitatif, des plaques de mousse d'uréthane, de la vermiculite, de la mousse d'uréthane appliquée par pulvérisation ou même du feutre imprégné d'asphalte. L'épaisseur de la couche 14 n'est pas critique mais totalement classique. La membrane de silicone 16 est ensuite appliquée sur la couche d'isolation 14 par l'un quelconque des nombreux procédés possibles, par exemple en étalant une couche de textile de verre et en appliquant la composition de silicone VTA sur ce textile à la brosse, ou en étalant une membrane préfabriquée. Si l'on utilise une membrane préfabriquée, on peut soit totalement coller la membrane 16 au substrat isolant 14, soit ne la sceller que le long de son périmètre et la lester, c1 est à dire, appliquer dessus des granulés -de couverture 20. Egalement,si on utilise une membrane 16 formée in situ, pour garantir l'adhérence au substrat isolant 14, on préfère utiliser une couche d'adhésif au silicone 18, et mieux un adhésif sensible à la pression à deux composants, car la compatibilité s'en trouve facilitée. Il y a lieu également de noter, que les adhésifs au silicone sensibles à la pression ont des temps de travail utiles plus longs que les ad- hésifs organiques classiques et que, du fait de leur faible viscosité, ils sont capables de traiter plus de surface par litre, ce qui permet de ne pas ajouter de poids inutile et de consommer peu de matériau. Dans une forme d' exécution préferée, la membrane préfabriquée 16 est étalée sur une couche 18 d' adhésif au silicone peu sensible à la pression, uniformément appliquée sur la couche isolante 14 et elle est fermement pressée contre cet adhésif. L' adhésif sensible à la pression est un matériau classique, par exemple, une des compositions de résine à deux composants décrites dans le brevet des E. U. A. 3 017 384. Sur le plan chimique, ces compositions sont formées d' un mélange co-hydrolysé de trialkylsilane hydrolysable et de silicate d' aryle et également d' un fluide d9 organopolysiloxane ayant une forte viscosité et des groupes hydroxv liés à des atomes de silicium terminaux.Ces cmopositions peuvent être dissoutes dans un solvant tel que le toluène et être ensuite mélangées avec un catalyseur convenables par exemple 1 octoate de zinc, le peroxyde de dicumyle, le titanate de titra butyle, le gamma-aminopropyltriéthoxysilanev etc. et appliquées sur le substrat isolant 14. L' évapora- tion du solvant laisse une couche de silicone 18 constituant un adhésif sensible à la pression auquel le matériau composite 16 verre-silicone adhère fortement tandis que, de son coté,la couche 18 adhère fortement au substrat isolant 14. Des adhésifs sensibles à la pression en deux parties onvenant à la mise en oeuvre de 1' invention peuvent etre faits à partir de matériaux du commmerce comme suit INGREDI ENTS PARTIES EN POIDS Partie A Résine (produit nO PSA-6573 General Electric Co.) 100 - ou Résine (produit nO PSA-529, General Electric Co.) 100 Partie B Gamma-aminopropyle triéthoxysilane 2,3 - 4,3 - ou Peroxyde de benzoyle 2,3 - 4,3 La partie A est mélangée avec la partie B immédiatement avant l'utilisation.Si la membrane 16 doit être fixée le long de ses bords, selon une autre caractéristique de l'invention, on dispose un cordon de produit de scellement formé de caoutchouc de silicone, comme on le décrira plus loin, tout au long du périmètre pour former un joint entre la membrane de silicone 16 et tous les éléments qui la pénètre, tels que les conduits (24 à la figure 2), les chaperons 28 et autres de la construction. Si l'on n'a recours qu'à un scellement au niveau des bords, on peut maintenir en contact la membrane 16 et le substrat isolant 14 en lestant la membrane 16 au moyen de graviers ou de granulés de couverture 20. Naturellement, on peut à la fois combiner d'une part, le scellement au niveau des bords et le lestage et, d'autre part, l'utilisation d'une couche d'adhésif uniforme 18. Dans les cas où la membrane 16 en caoutchouc de silicone est faite de feuilles ou bandes de matériau, c'est-à-dire coupee à partir de rouleaux ayant une largeur de 0,6 à 0,9 m sur une longueur convenable, on préfère réaliser des joints à recouvrement, par exemple sur 75 à 150 mm, et coller les parties se recouvrant avec une couche d'adhésif au silicone 30. Cet adhésif sera un adhésif sensible à la pression et, de préférence, il s'agira du même adhésif que celui utilisé pour former la couche 18. S'il y a des joints à recouvrement, on préfère appliquer un cordon 32 de produit de scellement au silicone le long de la face supérieure du joint à recouvrement pour garantir l'étanchéité du matériau. Le produit de scellement au silicone utilisé comme joint de bordure 22 autour des tuyaux, des pièces pénétrant la couche, des chaperons et de la face supérieure 32 de tout joint de recouvrement est un matériau VTA classique à un composant comprenant une composition de faible module, réactive à l'humidité, contenant les additifs et charges habituels pour garantir l'adhérence aux différents substrats. Ils sont couramment disponibles auprès de diverses sources, par exemple auprès de la General Electric Company et ils sont décrits dans les brevets des Etats-Unis 4 100 129 BEERS et 4 273 616 SMITH et al.On obtient des résultats particulièrement satisfaisants dans les systèmes de revêtement de toit à l'aide d'un matériau à un composant (catalysé à l'aide d'un chélate de titane) ayant la composition suivante INGREDIENTS PARTIES EN POIDS Polydiméthylsiloxane à groupements terminaux silanol ayant une viscosité de 25 000 cp 100 Carbonate de calcium traité à l'acide stéarique (charge) 100 Copolymère fluide comportant des motifs diméthylsiloxy et diphénylsiloxy terminés par des groupes méthoxy ayant une viscosité de 50 cs et contenant 30 % en mole de groupes diphénylsiloxy (thixotrope) 5 Méthyltriméthoxysilane (agent de réticulation) 0,5 Bis-éthyl-acétoacétate de dioxy1,3-propanetitane (catalyseur) 1,8 Isocyanurate de tris(triméthoxy- silyl)-1,3 propyle (promoteur d'adhérence) 0,75 On mêle 100 parties d'un mélange anhydre des trois premiers composants avec 3,05 parties des trois derniers composants et le tout est stocké dans des emballages scellés à l'abri de l'humidité jusqu'à l'utilisation. Il est clair, pour l'homme de l'art, que diverses autres formes de matériau de scellement peuvent être utilisées. Par exemple, au lieu de joints de recouvrement, on peut utiliser des joints bout à bout qui peuvent être scellés à l'aide d'un cordon de matériau de scellement. En variante, ils peuvent être recouverts d'une mince bande de tissu ou d'un autre matériau de recouvrement et, si on le désire, les bords peuvent de nouveau être scellés. Il est possible également d'utiliser plus d'une seule épaisseur de membrane 16 formée de tissu revêtu mais alors on perdra un avantage majeur de l'invention, à savoir la simplicité de construction, sans que le résultat soit amélioré. Au lieu de textile de verre tissé, on pourrait utiliser du verre tricoté ou des formes non tissées telles que des nattes ou des feutres et, au lieu de verré, on pourrait utiliser d'autres matériaux tels que des matériaux polymères ou des fibres minérales. En conséquence, il est clair pour l'homme de l'art que l'on peut apporter diverses modifications et variantes aux produits et aux techniques décrites précédemment sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Toiture comprenant (a) un toit en terrasse (12) (b) un substrat de couverture (14) recouvrant ledit toit en terrasse ; et (c) une couche unique formant membrane (16) constituée de textile de verre revêtu d'un caoutchouc de silicone vulcanisable à la température ambiante, durci, recou vrant ledit substrat de couverture (b), ladite couche formant membrane (c) étant fermement liée audit substrat (b) au moyen de (i)(d) un adhésif (18) sensible à la pression formé d'un caoutchouc de silicone, (ii)(e) un cordon de produit de scellement au silicone (22) disposé le long du périmètre de ladite couche formant membrane (c) liant ladite couche audit toit, en combinaison avec (f) une couche de lestage formée de granulés de couverture (20), ou (iii) une combinaison des moyens (i) et (ii). 2- Toiture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite membrane (c) est liée au substrat (b) au moyen de (i) (d) un adhésif sensible à la pression forme d'un caoutchouc de silicone. 3- Toiture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit substrat est formé de plaques de mousse d'uréthane, de vermiculite, de mousse d'uréthane appliquée par pulvérisation ou de feutre imprégné d'asphalte. 4- Toiture selon la revendication 1, caractérisée en ce que le caoutchouc de silicone vulcanisable à la température ambiante durci est préparé en durcissant une composition à un composant ayant une viscosité lui permettant d'être versée. 5- Toiture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit adhésif sensible à la pression formé d'un silicone (d) est préparé en faisant réagir une composition à deux composants. 6- Toiture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite couche formant membrane (c) est formée de bandes réunies par des joints à recouvrement, les joints étant collés à l'aide dudit adhésif sensible à la pression (d) formé d'un caoutchouc de silicone. 7- Toiture selon la revendication 1 ou 6, caractérisée en ce que ladite couche formant membrane (c) est soudée le long de ses bords au niveau des conduits (24), des autres pièces la traversant, des chaperons (28), le cas échéant, et sur la face supérieure de tout joint à recouvrement avec (e) un produit de scellement formé d'un caoutchouc de silicone. 8- Toiture selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit produit de scellement formé d'un caoutchouc de silicone (e) est préparé en durcissant une composition catalysée à un composant. 9- Toiture selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit produit de scellement formé d'un caoutchouc de silicone (e) est une composition durcissable sous l'effet de l'humidité comprenant une quantité catalytique drun catalyseur formé d'un chélate de titane.