Brevet FR3084889A1 — publié le 20200214

COMPOSITION ADRESIVE A DEUX COMPOSANTS A BASE DE RESINE EPDXYDE L'invention concerne une composition adhésive à deux composants et son utilisation comme adhésif notamment pour l'ancrage de tiges filetées ou goujons destinés à supporter des charges lourdes dans différents types de matériaux support d'une part, et pour la reprise de fers à. béton destinée à renforcer les structures et oeuvres en béton, d'autre part. L'invention a également pour objet un kit adhésif comprenant une composition à deux composants selon l'invention, contenue dans une cartouche constituée de deux compartiments, d'un mélangeur statique par lequel transitent et entrent en contact les composants A et B, d'un applicateur permettant d'extruder les composants A et B de leur compartiment respectif. L'applicateur peut être manuel, électrique ou pneumatique. Avec l'ancrage chimique, une résine est injectée dans le trou avant l'insertion du goujon. Grâce à cela, le produit chimique remplit naturellement toutes les irrégularités, rend ainsi le trou étanche à 100%, et, renforce par la même le matériau support. Les ancrages chimiques ont une profondeur d'ancrage pratiquement illimitée, de sorte que des tiges ou fers de n'importe quelle longueur et diamètre peuvent être insérés dans le trou pour augmenter la capacité de charge. Cependant, au-delà d'une certaine profondeur d'ancrage, la rupture de l'acier se produira avant la rupture de l'adhésif, ce qui limite naturellement, les profondeurs d'ancrage des scellements. Des ancrages chimiques peuvent également être placés vers le bord des substrats en béton, en ciment, en pierre, en brique, et à travers le bloc de maçonnerie par exemple. La nature non expansive d'une fige tenue par ancrage chimique réduit considérablement les risques de fissuration et d'éclatement des bords ou angles de dalles dudit substrat environnant. L'utilisation de l'ancrage chimique est particulièrement adaptée à la fixation de balustrades sur des dalles moins profondes, ou des escaliers en substrat minéral comme le béton, et des applications similaires. Enfin, l'ancrage chimique permet de faire de légers ajustements à l'alignement des barres, des tiges renforcées, des tiges filetées, etc. pendant que le produit durcit, temps que l'on dénomme temps ouvert. Les ancrages chimiques à deux composants à hase d'époxy disponibles sur le marché sont de deux catégories. Les résines époxy à durcissement très rapide qui durcissent avec des composants thiol ou des composants phénols constituent la 2 première catégorie. Les fragments thiol sont les plus réactifs vis-à-vis des époxydes, mais leur réaction conduit à des thermodurcissables qui présentent des performances intermédiaires. De plus, en raison de la présence de soufre, les thiols ont une odeur persistante et désagréable. Les phénols sont utilisés depuis longtemps pour traiter les 5 résines époxydes et conduire à des performances élevées, mais ils sont préoccupants pour la santé humaine et l'environnement, en raison de leur classification, CMR (cancérigène, mutagène, reprotoxique) et SVI-IC (Substance de très haute préoccupation). La deuxième catégorie est celle des résines époxydes qui durcissent avec d'autres types de durcisseurs tels que les polyamines et les polyamides, qui sont 10 beaucoup plus latentes, nécessitent de longs temps de durcissement ou apport de chaleur externe, mais conduisent à des forces de liaison élevées. Dans le domaine d'application concerné par la divulgation, les résines sont utilisées en combinaison avec divers additifs et charges pour conférer au produit final mélangé, une texture particulière. La texture requise doit permettre l'extrusion du 15 produit hors de son contenant et son mélange aisé avec les applicateurs, même aux basses températures, par exemple, de 0 à 10°C. La texture requise doit aussi permettre des installations dans la direction verticale, en particulier pour des poses en plafond. Une thixotropie adaptée assurera le maintien du poids du goujon, ou du fer durant le temps de prise du mélange, excluant toute fuite ou chute juste après l'installation des 20 barres, des tiges renforcées, des tiges filetées, etc. Pour respecter une bonne stabilité physique au fil du temps et une bonne thixotropie, les formulations comprennent habituellement des composants de masse moléculaire élevée, qui sont plus compatibles, et ont moins de chance de se séparer des autres composants de la formulation. Il est alors courant d'utiliser des époxydes ou 25 des amines modifiés, c'est-à-dire des époxydes ou des amines sous forme d'adduits, qui sont produits par réaction d'addition avec une entité moléculaire distincte donnant un produit unique qui contient tous les atomes initiaux mais liés différemment entre eux. En général, les adduits sont plus stables et beaucoup plus faciles à formuler et à stabiliser. Cependant, ils sont beaucoup moins réactifs que les qualités non modifiées, 30 notamment par des réactions d'addition (non-adducted en anglais). De plus, les adduits fournissent des viscosités beaucoup plus élevées, autorisant l'incorporation de plus faibles taux de charges. Les résines époxydes multifonctionnelles, (contenant trois fonctionnalités ou plus) sont également assez visqueuses et nécessitent un apport de température pour 3 être mises en oeuvre. Certaines qualités peuvent également cristalliser à basse température notamment dans une plage allant de 0°C à 10°C, si elles ne sont pas combinées à des diluants réactifs, permettant de former un mélange eutectique dont la température de fusion/cristallisation sera avantageusement abaissée. Dans des 5 conditions de travail défavorables, la cristallisation et les pâtes à haute viscosité ne permettent pas une application facile du produit pour l'utilisateur, et inhibent les propriétés d'adhérence des résines, typiquement à des températures basses telles que 5 °C ou moins. Il existe donc un réel besoin d'une composition adhésive, en particulier, pour 10 l'ancrage de goujons et reprise de fers à béton, - ayant une bonne voire excellente adhérence dans un substrat minéral comme le béton, le ciment, la pierre, le mortier, les briques, utilisable de façon aisée et simple entre 5°C et 40°C, à la pose, et dans des plages de températures des scellements en service, allant de -40°C à 80°C ; 15 - capable de pénétrer et de remplir les fissures les plus fines, notamment dans le cas de bétons endommagés ou fissurés, les fissures pouvant aller jusqu'à 0,8mni d'ouverture, en mode statique ou dynamique ; - pouvant réagir en créant des liaisons chimiques fortes et irréversibles pour former un matériau thermodurcissable constitué d'un réseau homogène, dense, infusible et 20 insoluble, mais également des liaisons fortes à l'interface avec la tige/fer d'une part et du support d'autre part, dans une large gamme de températures (par exemple, allant de 5 à 40°C), de préférence à température ambiante (c'est-à-dire 21 ± 3°C) ; - ayant une bonne applicabilité, c'est-à-dire avoir suffisamment de viscosité pour éviter les phénomènes d'écoulement même lors d'une application dans des positions 25 verticales ou au plafond, mais aussi avec une texture et consistance adaptées à une dépose manuelle, notamment permettant aux utilisateurs une facilité d'extrusion sur toute la plage de températures d'utilisation préconisées par le fabricant ; - ayant un temps de durcissement ou temps ouvert (temps de gel) adapté à un travail de pose en série ( REVENDICATIONS1. oSpostdail adhésive à deux com:ilos anis comprenant osant. A compi'enâni de 50 à 60% en poids tïe la partie A, de uSsine époxyde durcissahle, de 1 à 10% en poids de la laiitlie A, de 58% d'au moins un ne_ de 2 ' 6% d'au miro; un pour la résine époxyde choisi parmi les diglyedyl de 2 à 20% en poids de la partie A, de préférence de 4 à 16% de trimétbyhaIpropeiti triaery laie (TMPTA3 et au moins un composé atirylate présentant une fonctionnalité comprise ont de: préférence 5, bornes incluses un composant R comprenant de 18 à 28% en poids de la partie 13. de pré durcisseur t'ou agent de durcissement) pour b r amines non incidifiées. lt 5 à 25% en poids de la partie B, de préférence de 18 à 23 ) ai élérateur (ou agent d'activation) pour la r amines tertiaires; les composés phénoliques moditi 20 sulfostimies et leurs esters, lys acides ualicyllepieS liPéaircu non adénites à un composé: époxyde. le fonctionnalité imidazole, les composes contenant la ax.yde: choisi parmi op substitues), les avides los amibes aliphatiques s composés contenant la medibl ioluidine. nposmon iselon la revendication -ée en ce chie ppori, poids du composant A au composant R est compris ci 1,7i 1, et préférence e de bisphénol A, le dioxyde de vinyky selon la revend uuirii doctadé caractérisée e es époxydes novoinc, l'éthe le glycidy mét hacry iglyt dique cittylieryi Compos époxyde est ch 30 bislybï l'éther cliglyed époxy:ce:101)ex vlinélhyl-3,4-éptaxycyclobexane méthyleyelohexyiniéthyl-34-époxy -6-méthyle:y carboxyles, ep ait y-6- "-ne carboxylase, l'adipate titi bis é potiy-6-méthy lcy elobexy imétlr) el., le bis (2,11népoxycyclopentyl) éther, I 'époxyde aliphatique me 4pm-,yl;`ie'lSeof. le dioxyde de dipenteue, te1lalm, ufye fonctionnalité époxy, des polyhtnadietie époxyde, ar.tit rzé:sine 4 -s époxydes ignifuges une résine époxy de type hisphénol brome, l'éther diglygi aime. 14-1-nita de. ph (Moi forinaldéltyde 1-"Welaç, et l'éther klylit(ue de té les nts.langes d'au mains deux de ceux pigée; ' on selon l'une / r q nd c lions i à 3, caractérisée ce que le dil éthe 10 résorcinol, l'étl vi g ri riségitylol ;toutim@ fini est choisi parmi 'hextine dighcidyl éther, le 1'4-butunediol _-elohexanc-ditnéthanoi diglycirld -"1. diglycidyl de r diglyeidyl cyclottexane diméthanol,l'éther lit, yeidyl de , g:y! glyeitly1 éther ou le tétradecyl lycialy l éther, le déther, le glycérol-3-pol -- .1 éther, 1 étityfol- pentu> etyth rol- Eygl yeit 15 Composition soli de ce que le composé de type achyliite st choisi 1 triegyelodécane di méthanol. &peu Imitol et le irii.ocyg ur ions 1 à irlrëthylolpropane triaery fe pentaaerylate de ycloriéegine dimethanol. rliméth 20 hisphém le ,6-hexignedir diacry dipropylime glycol dbacry Man h polyé ylè e glycol diacrylate, le glycol diacrylate propo ylet le tétraethylene diacrylate, triéthylène ->1 diecrylate, le tripropylène glycol ditterylate, le I, butyleite glycol diméthacrylate,, le 1,4-butanediol diméthacrylate, le 1'6-hexaneditil dimeithacrylate, le hisphértol A diméthigerylage élhoxyliés. le polyéthylène glycol dimetinerylate, le tétraéthylène glycol tlienethacrylare, trylene eintéthartylate, l'éthylène 2) d imét r'yh te et le diéthylè,gle glycol le triméthylol triaerykale éyci t étboxylé ou propoxylé' le ientaitiogthritol ty7lcryléite. étboxylé, le Ô. le trimeithylol propane triméthacrylate, ou un mélange Élan moins 30 6. - sit-ion se neltgonque Fiés revendications Ià 5, Caa te en ce que le composant A etimprent tan mélange de. ttiméthylolpropane trittét-glaP pentagggerykie de dipentaérVthritol, 28 Composition o l'une quelconque des: ri.. ce que le durcisseur tou agent de durcissement) pour la résine épf ie amine non modifiée ou non addulte aliphatique. ou eyelreiphatique choisie parmi la p.:3- benzène di inéitianamine, la norbornane :diamine (NellA), la idielthyiene S (DETA). la triétliylénekitrainine (TETA), la 1.3-cyclobextute ltiStriiéthylamine), la (4-aininophérty.1) metitane, la .berizylamine' 3-dia:Mine, la i'2,2.-dienéthyl- E3--propanediarnine (neopentanediamine), la ftexaméthylene diamine, la bis(3- aminopropyll-ami ne, la N,N-bis(3-aminopropyl) méthylienine, la Cric peut-amine. la pentaéthylène. liexamine, :2,24-trimédiy9liciiiine-I . . nt, diamine, la 1,4-diten lohexane, la inocyclohex bis-(4-ambio-3-mélltylcyclollexyll-méthanc' la 2,2-bis(4- aminocyclohottyl) la 3-ernifloniethyl-3,5,5 -trimethyley mine tisophorone diaminenélange d'an moins deux de ll- s précitées. 15 8. Compositi 7, car ce que le durcissent (ou agent de durcissement) j out la résine'. Epoxvde E ikne amine non modifiée ou non adduite contenant au moins la nsotbomane ine. Con :utition l'une quelconque des revendications I à 2:0 ce que l'acci. eur (ou agent d'activation) pour la r phénol-styréné' le résorein61 ide salicylique, I acétylsalicylique, la 2- pipérazin- -4thylemingl, l'acide par,k toluène sulfonique et ses esters tels tille le toluène 1-sunna-le de méthyle, la bis-ldimétltylaminoétliyll-pipérazine; la N dimethylpipérazine, le ,lin lométhylphénol, le 2,4,6--tris (diméthyleglinométhyllphénol, aminouleihyl)pliénol le 1.-méth le 2-méthylimidazole, le le 2,4,6-1ris(t3--(diméthy o)propyli- ithy limidazole. le 1-viny ylinlidazole' le 2 lsopropylimidazole, le beptadècylimidazole. le 2-éthy1-4-inethylimidazole, le I -henzyl-2-méth ylimidazol Js -dimé1hylaniline, la N'N-diniéthyl-o-, -m-, -p- haluidine, la N.N-diéthylaniline, la 30 N1N-dietliyi-o- -m--, -p- la N,N-d o \ -ethyli-p-toluidine, ls N,N- bis(2-hydioxyéthyl1- p -toluidi ne, la IN,N-bis yd ro propy I -p- u id i n e ou un mélange d'an moins deux de ceux précités. r 2Û 29 10. Compositism selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisée en ce que le composant. 1$ comr_irend un aecélerateur (ou agent d'activation) ou un mearige d'au moins deux aticélertiteurs paie -!..a résine époxyde chois(s) parmi les amines tertiaires. notamment in .2-piperanitolubliy1amititt, le 2,4,6-tris (diméthylitirtirminethyppliénol, es composés phéodioucts modiflibt (ou substitue« notamment le phénol styréné, le résorcinol, es acides sullianiquest et leurs esters notamment 'l'acide natiblontene suit:bolduc et le tobtéee 41-sidfreate de méthyle, acide saliny les amines aliphatiques bneeireit non additites à un composé époxyde, notamment la diettudénetriatidne et la triéthylketérinamine. 11, Coinposition selon l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un ou plusieurs agents thixotropiques, une ou plusieurs charges, tin ou plusieurs inhibiteurs de radicaux libres, un ou plusieurs pigments, 12. Utilisation d'une composition à deux eomposauts selon l'une quelconque des revendications I à 11, nomme adhésif notamment pour 'itrittrage de tiges filetées on goujons destinés à supporter des charges lourdes dans différents typés de matériaux support d'une part, et pour la reprise de lbrs à béton destinée à renforcer les structures et oeuvres en béton, d'autre part. 13. Kit adhésif comprenant une composition selon l'une quelconque des revendications 1. à 11 contenue à l'intérieur d'une eartouehe à deux crentiartiments, utilisable à l'aide d'un mélangeur :ale:boue (ou l(4WI1 transitent et entrent eu combo les composants A et 13I, et d'un applicateur permettant d'extruder les composants A. et B de leur compartiment respectif