Brevet FR2626282A1 — publié le 19890728

Composition adhésive à base de copolymère de chlorure de vinyle et procédé de collage la mettant en oeuvre. La présente invention se rapporte aux compositions adhésives comprenant un polymère à motifs chlorure de vi- nyle dissous dans un système solvant organique comprenant un solvant non cyclique et un cosolvant cyclique. Elle vi- se tout particulièrement un procédé de collage de pièces en poly(chlorure de vinyle) non plastifiées, telles que des canalisations d'eaux pluviales, d'eaux usées et d'eau froide sous pression. Une composition adhésive qui convient à ces appli- cations doit donner une bonne adhérence, être stable au stockage, ce qui implique une bonne solubilité dans le sol- vant mis en oeuvre, avoir des propriétés rhéologiques con- venables, c'est-à-dire être ni trop fluide, ni trop vis- queuse, permettant de l'appliquer sans coulure et ne pas dégager de vapeur toxique. On n'a pu obtenir jusqu'ici une adhérence suffisan- te qu'en utilisant, comme solvant, du tétrahydrofuranne et diméthylformamide qui dégagent des vapeurs toxiques. Sans ces solvants qui attaquent la surface des pièces à coller, l'adhérence est insuffisante. L'invention pallie ces inconvénients par une compo- sition adhésive qui colle mieux le poly(chlorure de vinyle) que les compositions antérieures, qui collent également d'autres matériaux que le poly(chlorure de vinyle), qui est stable au stockage sans gélification sous l'action du froid, qui a des propriétés rhéologiques meilleures que les compositions antérieures, et notamment une viscosité stable dans une grande plage de température, dont la du- rée de mise en oeuvre permet de faciliter l'application) qui a une grande vitesse de prise, et qui pourtant peut ne pas contenir les substances toxiques réputées indispen- sables jusqu'ici. La stabilité au stockage permet de for- muler des colles ayant un extrait sec plus grand, ce qui donne de meilleurs résultats pour des assemblages ayant un jeu diamétral important. Suivant l'invention, le polymère est un copolymère de chlorure de vinyle et d'un acrylate d'alcoyle inférieur ou d'un méthacrylate d'alcoyle inférieur. On a constaté;d'une manière imprévisible, que cette composition adhésive donne une adhérence remarquable pour coller des pièces en poly(chlorure de vinyle), en poly(chlo- rure de vinyle) surchloré, en copolymères de chlorure de vinyle et d'acrylates ou de méthacrylates, en copolymères de chlorure de vinyle et d'éthylène, en méthacrylate de mé- thyle, en copolymères de styrène, de butadiène et d'acrylo- nitrile, et en polycarbonates à elles-mêmes et entre elles et également pour les coller à des métaux, tels que l'acier, le cuivre et l'aluminium. On a obtenu des résultats satisfaisants avec des co- polymères dont l'un des monomères est l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, l'acrylate d'iso- butyle, l'acrylate d'éthyl-2 hexyle ou l'un des méthacryla- tes correspondants. De préférence, le copolymère a une va- leur K comprise entre 70 et 50 environ, telle que défi- nie à la page 517 du 14ème volume de Encyclopedia of Poly- mer Science and Technology (1971). Habituellement, le copolymère en représente, en poids, de 10 à 30 % et le système solvant de 90 à 70 %, et le poly- mère a une valeur K de 65 à 55 environ. Le plus imprévisible est que cette adhérence remar- quable est obtenue même si le système solvant ne contient pas de diméthylformamide ni de tétrahydrofuranne. De pré- férence, le solvant est une monocétone aliphatique infé- rieure ou un acétate d'alcoyle inférieur. Par inférieur, on entend, dans le présent mémoire, un radical ayant no- tamment de 1 à 4 atomes de carbone et de préférence 1 ou 2 atomes de carbone. Les cétones répondent à la formule R1 - CO - R2 R1 et2 R1 et R2 étant alcoyle inférieur, identique ou différent, et l'un d'entre eux nouvant être de l'hydrogène. Habituellement, le solvant représente en poids de i à 99 % et mieux de 66 à 99 % du système solvant. Comme cosolvant lourd, on préfère utiliser du to- luène et/ou de la cyclohexanone, qui règlent la viscosité, ralentissent la vitesse d'évaporation du solvant en aug- mentant ainsi le temps dont on dispose pour l'application de la composition (temps de travail) et empêchant la for- mation d'humidité par condensation lors de l'évaporation du solvant, ce qui se traduirait par une prise trop lente de la colle. Le choix de la résine et du système solvant, de pai- re avec l'incorporation de stabilisants, tels que des ré- sines époxydiques, de l'huile de soja époxydée, des compo- sés organométalliques de type carboxylate d'étainalcoyle, tel que laurate d'étainbutyle, carboxylate métallique, tel que laurate de baryum, laurate de cadmium, laurate de ba- ryum et de cadmium, laurate de plomb, en des proportions représentant de 0,1 à 1 % du poids de la composition, don- nent à celle-ci la stabilité requise au stockage et un bon vieillissement du film sec. On peut régler la rhéoiogie par l'adjonction d'un agent épaississant. De préférence, la composition comprend de 0,1 à 1,5 % en poids d'un agent stabilisant. On prépare les com- positions suivant l'invention en dissolvant le copolymère dans le système solvant à la température ambiante. L'invention vise tout particulièrement un procédé de collage d'une pièce en poly(chlorure de vinyle) à une autre pièce, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer, sur chaque surface en regard des deux pièces, de 200 à 500 g d'une composition suivant l'invention par m2 de sur- face. On donne ci-dessous des exemples de compositions suivant l'invention, les pourcentages étant exprimés en poids. Exemple 1 Résine copolymère chlorure de vinyle-acrylate d'éthyle 22,00 % Silice pyrogénée (surface BET 200 m3/g) 3,00 % Méthyléthylcétone 59,60 % Toluène 11,00 % Cyclohexanone 4,00 % Di laurate d'étainbutyle 0,20 % Huile de soja époxydée 0,20 % Exemple 2 Résine copolymère chlorure de vinyle-acrylate de méthyle 22,00 % Silice pyrogénée (surface BET 200 m2/g) 3,00 % Méthyléthylcétone 70,60 % Nméthyl pyrrolidone 5,00 % Di laurate d'étainbutyle 0,20 % Huile de soja époxydée 0,20 % Exemple 3 Résine copolymère chlorure de vinyle-acrylate de butyle 20,00 % Huile de ricin hydrogénée 2,00 % Silice précipitée 1,00 % Méthyléthylcétone 69,00 % Cyclohexanone 7,60 % Di laurate d'étainbutyle 0,20 % Huile de soja époxydée ' 0,20 % On donne ci-dessous les résistances en cisaillement de la composition de l'exemple 1 après 48 heures de sécha- ge PVC surchloré/PVC surchloré 176 daN/cm2 Mdthacrylate de méthyle/méthacrylate de méthyle 62 daN/cm2 PVC/cuivre 32 daN/cm2 PVC/acier 50 daN/cm2 PVC/aluminium 32 daN/cm2 Exemple 4 (art antérieur) Il s'agit d'une colle du commerce ayant la composi- tion suivante: Polychlorure de vinyle 17,00 % Silice 2,00 % Tétrahydrofuranne 50,00 % Cyclohexanone 10,00 % Diméthylformamide 6,00 % Méthyléthylcétone 15,00 % Exemple 5 (art antérieur) Il s'agit-d'une colle du commerce ayant la composi- tion suivante: Polychlorure de vinyle 24,00 % Silice 2,00 % Tétrahydrofuranne 50,00 % Cyclohexanone 10,00 % Diméthylformamide 5,00 % Méthyléthylcétone 6,00 % Au tableau ci-dessous, on donne les résultats com- paratifs obtenus: TABLEAU Ex. n 1 Ex. n 2 Ex. n 3 Ex. n 4 Ex. n 5 EXTRAIT SEC 25% 25% 23 % 19 % 26 Viscosité BROOKFIELD Broche 6 V. 100 à 22 C 7500 mPa.s 7000 mPa.s 15000 mPa.s 1800 mPa.s 6100 mPa.s j à -22 C 9900 9200 22000 Gel Gel + 24 h + 4 C 8500 7800 18000 non mesurable non mesurable Résistance au cisail- lement DaN/cm2 mn 4,4 3,8 4,2 3,8 4,2 mn 9,4 8,9 9,3 6,5 7,2 mn 15 14,7 15,2 8,3 8,4 1 h 24,6 23,8 25,2 16,2 16,6 2 h 27 26,2 28,3 19,2 20 6 h 35 34,8 36,3 22 23,3 facilement facilement facilement facilement inflammable ETIQUETAGE LEGAL inflammable inflammable inflammable inflammable NOCIF NOCIF o\ Do os r0 0o L'essai de résistance au cisaillement s'effectue conformément au protocole opératoire décrit à la page 17 au paragraphe "Essai de durcissement" du Document Techni- que unifié n 60.32 de Décembre 1965 intitulé: "Travaux de canalisation en chlorure de polyvinyle non plastifié, descentes d'eaux pluviales", que l'on peut se procurer au- près du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, 4 avenue du Recteur Poincaré Paris. Cet essai détermine la contrainte de rupture d'un collage soumis à un effort de cisaillement. Les compositions suivant l'invention conservent sen- siblement leur viscosité sous l'action du froid. Leur ré- sistance au cisaillement est meilleure que celles des for- mulations antérieures. REVENDICATIONS 1. Composition adhésive comprenant un polymère à motifs chlorure de vinyle, dissous dans un système solvant organique comprenant un solvant non cyclique et un solvant cyclique, caractérisée en ce que le polymère est un copo- lymère de chlorure de vinyle et d'un acrylate d'alcoyle inférieur ou d'un méthacrylate d'alcoyle inférieur. 2. Composition suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que le polymère a une valeur K de 70 à 50 environ. 3. Composition suivant la revendication 1 ou 2, ca- ractérisée en ce que le copolymère en représente en poids, de 10 à 30 % et le système solvant de 90 à 70 %. 4. Composition suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le solvant est une monocétone aliphatique inférieure ou un acétate d'alcoyle inférieur. 5. Composition suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le cosolvant comprend du toluè- ne et/ou de la cyclohexanone. 6. Composition suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le cosolvant est sensiblement exempt de tétrahydrofuranne et le solvant est sensiblement exempt de diméthylformamide. 7. Composition suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le solvant représente en poids de 1 à 99 % et mieux de 66 à 99 % du système solvant. 8. Composition suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend de 1 à 10 % en poids de silice pyrogénée ayant une surface BET d'au moins m3/g. 9. Composition suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle'comprend de 0,1 à 1,5 % en poids d'un agent stabilisant. 10. Procédé de collage d'une pièce en poly(chlorure de vinyle) à une autre pièce, caractérisé en ce qu'il con- siste à appliquer, sur chaque surface en regard des deux pièces, de 200 à 500 g d'une composition suivant les re- vendications 1 à 9 par m2 de surface.