Brevet FR2713685A1 — publié le 19950616

L'invention concerne un revêtement d'étanchéité de toitures, dont la fonction est de mettre la construction et l'ensemble du contenu de la construction à l'abri des intempéries, notamment l'eau de pluie et celle provenant de la fusion de la grêle et de la neige. Pour que cette fonction soit durable, le revêtement doit être le plus résistant possible aux effets : de l'eau de pluie (pure ou polluée), des condensats divers, des dépôts atmosphériques, des températures extrêmes et des variations de température, du rayonnement ultraviolet, des charges statiques produites par les appareils installés sur la toiture, des efforts dynamiques provoqués par l'usage de la toiture (circulation d'entretien de la toiture ou des ouvrages qui y sont placés, circulation des utilisateurs, circulation des véhicules, chocs d'objets divers...), des efforts dynamiques provoqués par le vent, des attaques d'origines animale, bactérienne et végétale, des mouvements d'origines mécanique (tassements, vibrations), thermique (dilatation, retrait) ou hygrométrique (gonflement, retrait) du support sur lequel il est établi ou transmis par ce support, ainsi que de la conjonction de ces phénomènes. Pour qu'un revêtement d'étanchéité présente un réel intérêt économique, il faut qu'il puisse être installé sur l'ouvrage à protéger dans les conditions normales d'un chantier de construction, c'est-à-dire à l'extérieur, soumis directement aux intempéries et sollicité par le personnel des corps d'état amené à y circuler. De plus, les exigences de confort des usagers et d'économies d'énergie (chauffage en saison froide, climatisation en saison chaude) conduisent, pour la majorité des constructions, à isoler thermiquement les toitures, cette isolation étant, dans le cas de toiture comportant un revêtement d'étanchéité, généralement obtenue par la mise en place, directement sous le revêtement d'étanchéité, généralement obtenue par la mise en place, directement sous le revêtement d'étanchéité, de plaques ou panneaux de matériau isolant thermique. Un revêtement d'étanchéité constitue un ouvrage continu pouvant être obtenu selon l'une des techniques suivantes - application de feuilles à base de bitume, comportant une ou des armatures, assemblées entre elles par recouvrements soudés à la flamme ou collés par bitume fondu à la chaleur, ou de feuilles en matière synthétique (PVC plastifié, EPDM, par exemple) comportant ou non une ou des armatures, assemblées entre elles par recouvrements soudés à l'air chaud, par dissolution au solvant, par une colle appropriée ou par bandes adhésives, le revetement étant, soit lié au support ou aux ouvrages sous-jacents par colle à chaud ou à froid, disposée de façon continue ou discontinue, ou par fixations mécaniques telles que vis ou clous et rondelles rigides, soit non lié au support et lesté - coulage d'asphalte à chaud en continuité en une ou plusieurs couches superposées - superposition des deux techniques précédentes ; ou - étalement de composants à l'état liquide en une ou plusieurs couches superposées et constituant une masse étanche solide soit par refroidissement, soit par évaporation de solvants, soit encore par prise chimique, le revêtement pouvant comporter une ou plusieurs armatures disposées sous les couches, entre les couches, enrobées ou imprégnées par les composants liquides. Le revêtement d'étanchéité suivant l'inven tion est obtenu selon cette dernière technique, par polymérisation de résines polyisocyanates modifiées, éventuellement chargées, plastifiées et pigmentées, et renforcées par une armature complexe. Un polymère présente une étanchéité à l'eau, (molécule très polaire), d'autant meilleure que ses composants sont très faiblement voire non polaires, et que sa réticulation est complète diminuant ainsi la mobilité de ses chaînes moléculaires constitutives. D'autre part, il est connu de réticuler les polyisocyanates par des polyols, des polyamines ou par l'eau, un dégagement de gaz carbonique se produisant dans ce dernier cas. Les polyols présentent l'inconvénient de réagir plus lentement que l'eau, et par conséquent, leur action en milieu humide s'accompagne d'un dégagement de C02. Par contre, les polyamines présentent une bonne réactivité, des vitesses de prise de quelques minutes, et produisent les masses réticulées les moins sensibles à l'humidité. D'autre part, afin d'accroître la résistance à la perforation du revêtement d'étanchéité sous l'effet des charges statiques et des efforts dynamiques, il est souhaitable d'incorporer dans le revêtement une armature qui peut être constituée d'un voile tissé ou non-tissé à base de fils de verre ou d'autres matériaux tels que des fils de polyester ou de polypropylène, éventuellement mélangés. Ce voile, qui possède des mailles de petites dimensions, peut être disposé sur une grille-support ayant des mailles beaucoup plus grandes, notamment en verre ou en matière synthétique. Une armature particulièrement favorable est un matériau complexe connu associant une grille de verre surmontée d'un voile de verre. Une grille est constituée d'un ensemble de fils orientés dans deux directions perpendiculaires, régulièrement espacés, les fils de trame étant simplement posés sur les fils de chaîne, et collés à ceux-ci à leurs intersections. Un voile consiste en fibres enchevêtrées et collées, c'est-à-dire notamment en un tissu, un feutre ou un mat. Un problème critique rencontré dans la fabrication des revêtements d'étanchéité de toitures est la consommation excessive de masse étanche. Pour résoudre ce problème, il convient en particulier que le voile soit imprégné de masse étanche, celle-ci ne devant pas s'écouler sous l'armature. Cet effet pourrait être obtenu en utilisant une masse étanche dont la prise chimique serait très rapide, mais cette rapidité est incompatible avec un étalement convenable. On pourrait également envisager la mise en oeuvre d'une masse étanche de viscosité élevée, mais la difficulté d'incorporation des charges en serait accrue, ainsi que la durée de fabrication, et la capacité d'étalement d'une telle masse étanche est trop limitée. C'est la raison pour laquelle on incorpore des agents mouillants dispersants. Pour éviter le passage du matériau liquide au travers de l'armature, il semblerait logique d'utiliser des mouillants favorisant la floculation des charges minérales lamellaires et qui donnent ainsi des propriétés intéressantes contre la coulure et la sédimentation. De tels mouillants adaptés aux milieux organiques sont par exemple des dérivés d'acides carboxyliques, des dérivés d'amines ou des dérivés d'alcools. Il a déjà été proposé, dans la demande de brevet antérieure n" 92 06 784 de la Demanderesse, dans le cas d'une armature complexe grille de verre-voile de verre, d'utiliser un agent mouillant défloculant, ce qui accroît la fluidité et améliore les capacités d'étalement de la masse liquide avant réticulation et de surcroît, en favorisant la sédimentation, permet aux charges lamellaires de se placer de façon telle qu'elles limitent le passage du liquide au travers de l'armature. La poursuite du développement industriel de cette technique a démontré qu'une solution analogue au problème de base indiqué plus haut pouvait être adoptée de façon très satisfaisante avec les autres types d'armatures, simples ou complexes, comportant un voile à mailles de petites dimensions. L'invention a ainsi pour objet un revêtement d'étanchéité de toitures comprenant un mélange à base de résines de polyisocyanates réticulées par des polyamines et une armature comportant un voile à mailles de petites dimensions, autre qu'une armature complexe constituée d'une grille de verre surmontée d'un voile de verre, ce mélange pouvant contenir en outre - 25 à 40* en poids, par rapport au poids de polyisocyanates et de polyamines, de plastifiants, et/ou - 5 à 20t en poids, par rapport au liant organique constitué des polyisocyanates, polyamines et plastifiants, de pigments minéraux, et/ou - 25 à 55% en poids, par rapport au liant organique précédemment défini, de farines minérales, caractérisé en ce que ce mélange contient 0,05 à 1,0% en poids, par rapport au liant organique précédemment défini, d'un ou plusieurs agents mouillants défloculants consistant en sels de polyaminamides et d'esters acides. Suivant d ' autres caractéristiques de 1 'inven- tion - l'armature comprend un tissu ou un nontissé à base de fils de verre ou d'autres matériaux tels que des fils de polyester ou de polypropylène, éventuellement mélangés; - l'armature comprend une grille de support en verre ou en matière synthétique; - les plastifiants sont constitués de phtalates d'alkyle en C n étant un nombre entier de 6 à 15; - les plastifiants comprennent du phtalate de nonyle et d'undécyle. Un second objet de la présente invention consiste en un procédé de fabrication du revêtement d'étanchéité de toitures défini précédemment, caractérisé en ce que les polyisocyanates et les polyamines ainsi que les autres composants du mélange sont acheminés séparément à l'état liquide en proportions contrôlées soit au moyen de deux pompes doseuses, soit de façon discontinue, mélangés en buse d'injecteur ou en pot à l'aide d'un agitateur, puis appliqués sur l'armature ainsi mélangés. Cette application des constituants liquides du revêtement s'effectue à froid. Après durcissement, la résine est solidaire du voile de l'armature. A titre d'illustration, des formulations de mélanges des revêtements d'étanchéité pour toitures selon la présente invention vont maintenant être décrites, les quantités étant exprimées en poids. Formule 1 Polyisocyanate (DesmodurR) 70,0 Diamine aromatique 5,0 Sel de polyaminamides et d'esters acides (ci-après dénommé PAA-EA) (1) 0,3 Phtalate de nonyle 10,0 Phtalate de nonyle et d'undécyle 15,0 Oxyde de titane 10,0 Talc 40,0 Formule 2 Polyisocyanate 68,0 Polyamine 7,0 PAA-EA (2) 0,3 Phtalate de nonyle 12,5 Phtalate d'undécyle 12,5 Oxyde de titane 9,0 Oxyde de fer noir 1,0 Mica Mu(3) 45,0 (1) ANTITERRA(R) U de la société BYK (2) EFKA 44(R de la société Efka Chemicals BV. (3) Marque enregistrée au nom du Comptoir des Minéraux et Matières Premières S.A. Formule 3 Polyisocyanate 70,0 Polyamine 5,0 PAA-EA 0,4 Phtalate de nonyle 5,0 Phtalate d'undécyle 5,0 Phtalate de nonyle et d'undécyle 15,0 Formule 4 Polyisocyanate 70,5 Polyamine 4,5 PAA-EA 0,3 Phtalate de nonyle 7,5 Phtalate d'undécyle 7,5 Phtalate de nonyle et d'undécyle 10,0 Les exemples suivants illustrent également la présente invention. Exemple 1 On compare le passage de deux masses étanches, dont la formule ne varie que par la présence ou l'absence d'un agent mouillant défloculant, à travers une armature simple consistant en un non-tissé de polyester constitué de filaments continus et thermoliés, de 100 g/m2 de grammage et d'une épaisseur de 0,4 mm. Dans la suite, les quantités et proportions sont indiquées en poids. Les polyisocyanates mis en oeuvre dans cet exemple sont à poids moléculaire élevé, avec un poids équivalent de 1 200 environ, soit une teneur pondérale de 3,5% en isocyanate. Les polyamines mises en oeuvre sont des diamines aromatiques présentant un poids équivalent de 130, soit une teneur pondérale en azote de 11%. La formule de la première masse étanche est la suivante Polyisocyanate 70,0 Diamine 5,0 Phtalate de nonyle 10,0 Phtalate de nonyle et d'undécyle 15,0 Talc 40,0 Dans la seconde masse étanche, on ajoute 0,2% en poids, par rapport au liant organique, d'un sel de polyaminamides et d'esters acides (agent mouillant défloculant). Pour évaluer le passage de la matière étanche à travers l'armature, on dispose l'armature sur un panneau de polystyrène expansé, et on étale la masse étanche sur l'armature à raison de 2000 g/m2. Après prise, on mesure l'aire sur laquelle un collage s'est produit. Par rapport à la masse étanche sans agent mouillant, le taux de passage est 2 fois plus faible lorsque le mouillant est défloculant. En effet, les aires de collage sont respectivement 40% et 20% environ de l'aire totale du panneau. Exemple 2 : un échantillon de revêtement étanche est constitué de 71,5% en poids, des polyisocyanates utilisés à l'exemple précédent, 3,5% en poids des diamines utilisées à l'exemple précédent, et 25% en poids de plastifiants. Cet échantillon est placé pendant 15 jours dans une étuve à 70"c, sur une plaque de polystyrène expansé (PSE). En fin d'essai, on observe l'ensemble échantillon de revêtement étanche - plaque de polystyrène. On considère qu'il y a eu attaque de la plaque de polystyrène par l'échantillon quand on observe une perte de masse de l'échantillon qui a dissous le polystyrène et s'est enfoncé dedans. PLASTIFIANT : PHTALATE EFFET SUR LE PSE D'ALKYLE en en : 25% x en C9 : 25% x en C" : 25% x en C9 : 15% et x en C" : 10% en C9 - C1l : 25% 0 en C9 : 15% et 0 en C9 - C11 : 10% x attaque 0 absence d'attaque On constate ainsi de façon surprenante l'absence d'attaque dans le cas de la mise en oeuvre d'un plastifiant constitué de phtalate de nonyle et d'undécyle même s'il est mélangé avec un phtalate d'alkyle qui est lui-même agressif vis-à-vis du polystyrène. Le revêtement d'étanchéité selon l'invention étant d'autre part, appliqué à froid et non à chaud comme les revêtements classiques, il permet l'utilisation du PSE très sensible aux températures élevées, en tant qu'isolant thermique, à condition toutefois de choisir un matériau peu conducteur de chaleur pour le support sur lequel repose le PSE. On préférera ainsi par exemple le béton et la maçonnerie à l'acier, dans le cas d'un environnement pouvant atteindre des températures élevées. Cet avantage apporté par 1 invention est important, en ce sens que le PSE présente à la fois une bonne performance isolante, des caractéristiques mécaniques compatibles avec l'utilisation en toitures (résistance à la compression, à la décohésion, stabilité dimensionnelle) et un prix peu élevé. D'autre part, le revêtement d'étanchéité suivant l'invention est également compatible avec des isolants thermiques à base de laine de roche. REVENDICATIONS 1 - Revêtement d'étanchéité de toitures comprenant un mélange à base de résines de polyisocyanates réticulées par des polyamines et une armature comportant un voile à mailles de petites dimensions, autre qu'une armature complexe constituée d'une grille de verre et d'un voile de verre qui la surmonte, ce mélange pouvant contenir en outre - 25 à 40% en poids, par rapport au poids de polyisocyanates et de polyamines, de plastifiants, et/ou - 5 à 20% en poids, par rapport au liant organique constitué des polyisocyanates, polyamines et plastifiants, de pigments mineraux, et/ou - 25 à 55% en poids, par rapport au liant organique précédemment défini, de farines minérales, caractérisé en ce que ce mélange contient 0,05 à 1,0% en poids, par rapport au liant organique précédemment défini, d'un ou plusieurs agents mouillants défloculants consistant en sels de polyaminamides et d'esters acides. 2 - Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature comprend un tissu ou un non-tissé à base de fils de verre ou d'autres matériaux tels que des fils de polyester ou de polypropylène, éventuellement mélangés. 3 - Revêtement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'armature comprend une grille de support en verre ou en matière synthétique. 4 - Revêtement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les plastifiants sont constitués de phtalates d'alkyle en Cn, n étant un nombre entier de 6 à 15. 5 - Revêtement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les plastifiants comprennent du phtalate de nonyle et d'undécyle. 6 - Procédé de fabrication d'un revêtement d'étanchéité de toitures selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les polyisocyanates et les polyamines ainsi que les autres composants du mélange sont acheminés séparément à l'état liquide en proportions contrôlées soit au moyen de deux pompes doseuses, soit de façon discontinue, mélangés en buse d'injecteur ou en pot à l'aide d'un agitateur, puis appliqués sur l'armature ainsi mélangés.