Brevet FR2792977A1 — publié le 20001103

! La présente invention a pour objet une cheville de fixation obtenue par réaction chimique. Pour fixer un objet à un mur, il est connu d'utiliser des chevilles, le plus souvent en matière synthétique. Après qu'un persage ait été réalisé dans le mur, une cheville de diamètre approprié est engagée dans le mur, après quoi une vis est placée à l'intérieur de la cheville, le vissage provoquant une déformation de cette cheville pour réaliser le blocage de l'ensemble vis-à-vis du mur. Il est alors possible d'utiliser la tête de cette vis, qui peut par exemple être en forme de crochet, pour suspendre un objet ou pour fixer un meuble ou similaire. Des chevilles de différents types sont utilisées suivant la nature du matériau constitutif du mur, qui peut être un matériau plein ou un matériau creux ou alvéolaire. Il existe également des chevilles de fixation obtenues par réaction chimique, par polymérisation in-situ, c'est-à-dire à l'intérieur même du perçage dans lequel une fixation doit être réalisée. Des chevilles commercialisées se présentent sous la forme d'une cartouche à deux compartiments nécessitant l'utilisation d'un pistolet applicateur pour réaliser le mélange des composants dans le perçage prévu à cet effet. Il se produit une réaction de polymérisation conduisant à I'obtention d'un matériau plastique. Ce système permet de mettre en oeuvre des mélanges peu visqueux, qui remplissent parfaitement les trous de faibles diamètres et pénètrent dans les interstices du matériau. Toutefois, dans les corps creux, cette faible viscosité se traduit par une consommation importante de matière. Pour limiter la consommation de matière, il est possible de mettre en oeuvre un manchon perforé qui limite l'écoulement de matière. Le but de la présente invention est de fournir une cheville de fixation obtenue par réaction chimique, qui puisse convenir notamment pour la fixation de matériel lourd, tel que de gros appareils sanitaires sur des parois réalisées en différents matériaux, qu'il s'agisse de béton, de brique, de parpaing, ces matériaux étant soit des matériaux pleins soit des matériaux creux. A cet effet, la cheville qu'elle concerne, du type obtenue à l'aide de composants conditionnés dans des compartiments différents et qui, après mise en contact, réalisent une réaction de polymérisation, est caractérisée en ce qu'elle comprend certains composants qui, conditionnés dans différents compartiments, provoquent, à la mise en oeuvre, lors du mélange, une réaction d'expansion simultanée à la réaction de polymérisation-réticulation pour réaliser un réseau thermodur tridimensionnel. La combinaison de deux cinétiques de réaction, c'est-à-dire la polymérisation-réticulation et l'expansion de phase permet d'obtenir un réseau tridimensionnel thermodur expansé. Grâce à cette expansion, il est possible d'utiliser cette cheville, obtenue par réaction chimique, tout aussi bien dans des corps creux que dans des matériaux pleins. Une possibilité de cette solution technique est de permettre une réaction d'expansion par formation chimique d'un gaz résultant de la réaction de deux composants du système, lorsque ceux-ci sont mis en contact l'un avec l'autre. Suivant une caractéristique importante de l'invention, I'agent d'expansion est un gaz totalement inerte, qui ne réagit pas avec la matrice comprenant notamment au moins un monomère et/ou une résine polymère, une charge, un amorceur et un accélérateur. Il convient en effet que le gaz dégagé ne risque pas d'inhiber la réaction de polymérisation-réticulation ou présenter d'autres dangers, dans la mesure o il serait inflammable par exemple. Suivant une forme de réalisation, I'agent d'expansion est constitué par du dioxyde de carbone. Suivant une forme de réalisation de cette cheville, I'agent d'expansion est obtenu par réaction de carbonate de calcium CaCO3 conditionné dans un compartiment avec un acide conditionné dans un autre compartiment. Avantageusement, dans ce cas, I'acide est constitué par de l'acide formique HCOOH. Selon un mode de mise en oeuvre, le carbonate de calcium est conditionné dans le compartiment contenant le monomère et/ou le prépolymère, tandis que l'acide est conditionné dans le compartiment contenant l'amorceur de réaction avec lequel il est compatible. Il convient de choisir les différents composants de la cheville pour concilier la réaction de polymérisation-réticulation avec l'expansion du réseau tridimensionnel en formation. Suivant une forme avantageuse d'exécution, le monomère ou le prépolymère à base de résine polyester insaturée est en solution dans du styrène, lequel est utilisé comme agent réticulant. Les résines polyester sont avantageusement utilisées pour leur faible temps de gélification à température ambiante ainsi que pour les bonnes propriétés mécaniques du polymère résultant. Un type de résine polyester utilisé peut être, par exemple, un condensat d'anhydride maléique et de propylène glycol. Suivant une autre caractéristique de l'invention, I'amorceur de réaction est constitué du peroxyde de benzoyle tandis que l'accélérateur de réaction est à base de N,N-diméthylparatoluidine. Ces composants répondent aux exigences de réticulation à froid, et de temps de gélification court et modulable. Pour sa part, la charge est constituée par de la bentonite, qui contient du carbonate de calcium, pouvant participer également à la formation de l'agent d'expansion. Suivant une autre caractéristique de l'invention, cette cheville est obtenue à partir de deux matrices conditionnées dans deux compartiments distincts, dont une première matrice contient la résine polyester insaturée en solution dans du styrène, la charge constituée par de la bentonite, I'accélérateur constitué par de la N, N- diméthylparatoluidine, ainsi que le carbonate de calcium, et une seconde matrice contenant I'amorceur de réaction constitué par du peroxyde de benzoyle et l'acide destiné à la formation du dioxyde de carbone. Afin de permettre de conjuguer les réactions de polymérisation- réticulation, d'une part, et d'expansion, d'autre part, la composition pondérale de la première matrice est la suivante: - Résine polyester insaturée en solution dans du styrène......................... ................ 45 % - Bentonite..................................... DTD: ............... 49 % N,N-diméthylparatoluidine........................ DTD: ...... 1 % Carbonate de calcium.................................... 5 % et la composition pondérale de la seconde matrice est la suivante - Peroxyde de benzoyle................................... 75 à 85 % - Acide formique............................................ 25 à 15 % les première et seconde matrices étant associées dans des..DTD: proportions respectives de l'ordre de 90 à 95 % et 10 à 5 %. Les deux matrices peuvent être conditionnées dans deux compartiments constitués, par exemple, par deux enveloppes distinctes en matière synthétique, qui peuvent être placées dans le même perçcage, et dont les composants sont mélangés après déchirure des deux compartiments, par exemple, à l'aide d'une vis qui sera destinée à la fixation d'un objet ou similaire contre la paroi dans laquelle est ménagé le perçage et installée la cheville. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette cheville, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que le système amorceur accélérateur pourrait être différent et constitué, par exemple, par le couple peroxyde de méthyléthylcétone/octoate de cobalt, que l'expansion pourrait être obtenue par réaction entre une base et un ester 13-insaturé ou par utilisation d'azote libéré, par exemple, à partir d'une fonction de type azo N=N, ou encore que la charge pourrait être constituée par des argiles ou des hydroxydes, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Cheville de fixation obtenue par réaction chimique, du type obtenue à l'aide de composants conditionnés dans des compartiments différents et qui, après mise en contact, réalisent une réaction de polymérisation, caractérisée en ce qu'elle comprend certains composants qui, conditionnés dans différents compartiments, provoquent, à la mise en oeuvre, lors du mélange, une réaction d'expansion simultanée à une réaction de polymérisation-réticulation pour réaliser un réseau thermodur tridimensionnel expansé. 2. Cheville selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'agent d'expansion est un gaz totalement inerte, qui ne réagit pas avec la matrice comprenant notamment au moins un monomère et/ou une résine prépolymère, une charge, un amorceur et un accélérateur. 3. Cheville selon la revendication 2, caractérisée en ce que I'agent d'expansion est constitué par du dioxyde de carbone. 4. Cheville selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'agent d'expansion est obtenu par réaction de carbonate de calcium CaCO3 conditionné dans un compartiment avec un acide conditionné dans un autre compartiment. 5. Cheville selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'acide est l'acide formique HCOOH. 6. Cheville selon la revendication 4, caractérisée en ce que le carbonate de calcium est conditionné dans le compartiment contenant au moins un monomère et/ou une résine prépolymère, tandis que l'acide est conditionné dans le compartiment contenant l'amorceur de réaction avec lequel il est compatible. 7. Cheville selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le polymère est à base de monomère et/ou de résine prépolymère insaturée en solution dans du styrène utilisé comme agent réticulant. 8. Cheville selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que l'amorceur de réaction est constitué par du peroxyde de benzoyle tandis que l'accélérateur de réaction est constitué par de la N, N-diméthylparatoluidine. 9. Cheville selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que la charge est constituée par de la bentonite. 10. Cheville selon l'ensemble des revendications 3 à 9, caractérisée en ce qu'elle est obtenue à partir de deux matrices conditionnées dans deux compartiments distincts, dont une première matrice contenant le monomère et/ou la résine prépolymère constituée par une résine polyester insaturée en solution dans du styrène, la charge constituée par de la bentonite l'accélérateur constitué par de la N,N- diméthylparatoluidine, et du carbonate de calcium, et une seconde matrice contenant l'amorceur de réaction constitué par le peroxyde de benzoyle et l'acide destiné à la formation du dioxyde de carbone. 11. Cheville selon la revendication 10, caractérisée en ce que la composition pondérale de la première matrice est la suivante - Résine polyester insaturée en solution dans du styrène......................... ................ 45 % - Bentonite..................................... CLMF: ............... 49 % - N,N-diméthylparatoluidine...........CLMF: ...................1% - Carbonate de calcium............................. CLMF: ....... 5 % et la composition pondérale de la seconde matrice est la suivante - Peroxyde de benzoyle................................... 75 à 85 % - Acide formique............................................ 25 à 15 % les première et seconde matrices étant associées dans des..CLMF: proportions respectives de l'ordre de 90 à 95 % et 10 à 5 %.