Brevet FR2712883A1 — publié le 19950602

Béton de résine pour appareils sanitaires La présente invention concerne la préparation d'un béton de résine spécialement formulé pour être utilisé dans les appareils sanitaires. Pour la réalisation d'appareils sanitaires, tels que des éviers, lavabos, réceptacles de douche, tables de travail, etc., il est demandé au béton utilisé de présenter un certain nombre de qualités. Les principales qualités exigées sont les suivantes : bonne dureté de surface, rigidité, résistance mécanique élevée, résistance chimique permettant l'utilisation de tous les produits utilisés par une ménagère. De plus, un tel béton doit présenter la plus faible variation possible de dimensions en fonction des variations de température inhérentes aux plaques de cuisson, par exemple, ou à la pose d'un plat très chaud sur la table de travail. L'invention a essentiellement pour but de préparer un béton de résine qui possède de telles qualités et qui peut être utilisé dans le domaine des appareils sanitaires. Pour atteindre ce but, l'invention propose un procédé de préparation d'un béton de résine en partant d'une résine polyester spécialement formulée, à laquelle on ajoute des charges inertes, des colorants stables, ainsi qu'un additif particulier permettant la réduction du coefficient de dilatation linéaire du produit fini. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de préparation d'un béton de résine à base de polyester insaturé, utilisable pour les appareils sanitaires, et ayant un faible coefficient de dilatation linéaire. Conformément à l'invention, ce procédé de préparation comprend les étapes suivantes - on prépare une résine polyester insaturée basée sur l'estérification d'au moins deux groupes hydroxyles primaires dans sa formulation et de polyacides réagissant comme des acides dibasiques; - on ajoute des charges minérales et/ou un colorant; et - on ajoute un additif résultant de la combinaison de deux copolymères vinyliques, dont les pH sont respectivement compris entre 6 et 7 pour l'un, et entre 11 et 12 pour l'autre. D'autres caractéristiques du procédé de l'invention sont les suivantes - on ajoute un catalyseur pour accélérer la polymérisation du béton de résine obtenu; - le rapport entre les deux copolymères utilisés pour la réduction du coefficient de dilatation linéaire est compris entre 1/1 et 10/5; et - l'additif permettant la diminution du coefficient de dilatation linéaire est ajouté dans un rapport en poids variant de 4% à 15%. Sous un autre aspect, l'invention concerne un béton de résine obtenu par la mise en oeuvre du procédé défini précédemment. Les résines polyester insaturées entrant dans la préparation du béton de résine de l'invention sont bien connues et facilement disponibles. De telles résines sont préparées par la réaction de polyalcools et de polyacides ou anhydrides. Le terme "résine polyester" tel qu'employé par l'homme de l'art, indique que le polyester est dissous par réticulation dans un monomère insaturé. Afin de contrôler la copolymérisation avec le polymère, ainsi que les propriétés finales, il est nécessaire de limiter le nombre des réactifs insaturés. Un initiateur générant des radicaux libres, comme un peroxyde, est utilisé pour induire la copolymérisation, ou la réticulation, entre le polyester insaturé et le monomère insaturé. Il en résulte un produit thermodurcissable dont les qualités finales dépendront des réactifs choisis. Il est bien connu qu'une résine utilisant la réaction d'un acide isophtalique avec un néopentyl glycol et un acide dicarboxylique, tel que l'anhydride maléique, et isomérisée en fin de palier d'estérification par un catalyseur organométallique aura des propriétés de résistance élevée aux agents chimiques ainsi qu'une meilleure tenue en température. La charge inorganique est choisie parmi les diverses qualités offertes sur le marché et joue aussi un rôle dans le résultat final. Le procédé utilisé pour réduire le coefficient de dilatation linéaire se base sur l'incorporation d'un agent de contrôle qui est le copolymère d'un ester vinylique du type alkyle et d'un ester vinylique à chaînes courtes. On préfère tout particulièrement un copolymère d'ester vinylique à acide monocarboxylique faible et d'un ester vinylique d'acide versatique de formule suivante dans laquelle X et Y sont choisis parmi des groupes alcoyles inférieurs et sont de préférence un groupe méthyle, et Z représente un groupe aliphatique, de 3 à 17 atomes de carbone, de préférence à chaîne droite. Des produits de ce type se trouvent sur le marché sous forme émulsionnée ou en poudre et sont couramment utilisés dans les bétons hydrauliques pour améliorer leur résistance aux alcalis et donner une hydrophobie aux mortiers. Dans le cas de l'invention, on préfère un produit de type "poudre" et ce produit est ajouté dans une proportion comprise entre 10 et 14% par rapport au poids de la résine polyester, compte tenu de la parfaite compatibilité de ce produit avec le monomère vinylique (styrène) de la résine. La résine polyester utilisée est du type déjà cité, mais dont le rapport acide saturé/acide insaturé sera compris dans une fourchette très étroite, de préférence entre 1/1,4 et 1/1,6. De plus, les caractéristiques de cette résine, après réticulation avec le monomère, devront être impérativement fixées dans les limites ci-après : indice d'acide final compris entre 12 et 15; dilution dans le monomère comprise entre 35 et 38%; viscosité à 20 C comprise entre 1000 et 1200 mPa.s; poids moléculaire compris entre 2600 et 3200. Les charges inorganiques utilisées doivent avoir une bonne tenue à la température, être neutres, et être le moins possible capables d'absorber de l'huile. On préfère tout particulièrement les trihydrates d'aluminium présentant des grains de diamètres différents et mélangés pour obtenir le moins de vides possibles entre les grains de façon à reconstituer, après polymérisation, un bloc compact similaire à une pierre. Ces charges connues sont facilement disponibles sur le marché, en particulier auprès des fabricants d'aluminium. Les colorants utilisés sont également bien connus et se trouvent facilement sur le marché. Ils seront choisis pour leur stabilité à la lumière. L'invention est illustrée par l'exemple non limitatif suivant EXEMPLE On prépare un béton de résine répondant à la formulation suivante résine polyester du type indiqué précédemment 250 parties colorant : oxyde de titane 5 parties additif modificateur du coefficient de dilatation linéaire en fonction de la température (AL) 26 parties trihydrate d'aluminium (mélange de grains de différents diamètres) 650 parties Ce système de polymérisation est fondé sur l'emploi bien connu d'un peroxyde de méthyl-éthyl-cétone avec un accélérateur de type octoate de cobalt. Il est clair que tout système permettant la polymérisation d'une résine polyester insaturée, à froid, comme à chaud, peut être utilisé. Le produit issu de cette formule, utilisé pour la confection d'un panneau de 15 mm d'épaisseur, a donné, après postcuisson à 80"C pendant 6 heures, une faible variation du coefficient de dilatation. En effet, mesurée entre 20 C et 80 C, la variation de longueur n'a été que de 1 mm par mètre. Un panneau de formulation résine/charges identique, mais ne comportant pas d'additif, a donné, pour une même variation de température, une variation de longueur de 7 mm par mètre. En faisant varier le pourcentage d'additif, il est possible de faire varier le coefficient de dilatation linéaire (AL) de façon conséquente et d'arriver à une variation de 0,5 mm par mètre. Il est à noter que l'additif apporte en plus une diminution sensible du retrait et on suppose que cela est dû à l'utilisation du monomère vinylique (styrène) qui est parfaitement compatible avec les groupes vinyliques de l'additif. Revendications 1.- Procédé de préparation d'un béton de résine à base de polyester insaturé, utilisable pour les appareils sanitaires, et ayant un faible coefficient de dilatation linéaire, caractérisé par les étapes suivantes - on prépare une résine polyester insaturée basée sur l'estérification d'au moins deux groupes hydroxyles primaires dans sa formulation et de polyacides réagissant comme des acides dibasiques; - on ajoute des charges minérales et/ou un colorant; et - on ajoute un additif résultant de la combinaison de deux copolymères vinyliques, dont les pH sont respectivement compris entre 6 et 7 pour l'un, et entre 11 et 12 pour l'autre. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajoute un catalyseur pour accélérer la polymérisation du béton de résine obtenu. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre les deux copolymères utilisés pour la réduction du coefficient de dilatation linéaire est compris entre 1/1 et 10/5. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif permettant la diminution du coefficient de dilatation linéaire est ajouté dans un rapport en poids variant de 4+ à 15%. 5.- Béton de résine obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4.