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.#t::s dG compositions de mortier de ciment à laïd,, ci 1,m polymère de chlorure de vinylid&ne G d9.smiclss..:
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La présente invention est relative à la modifica tion de compositions de mortier de ciment à 'L'aide de cer- tains interpolymères de chlorure de vinylidène. Elle con- cerne plus particulièrement, la modification de compositions de mortier de ciment à l'aide d'interpolymÇres formés par polymérisation contenue, en milieu aqueux de quantités déter- minées de chlorure de vinylidène. d'un ou plusieurs co-mono- mères monoéthyléniquement insaturés et insolubles dans l'eau et d'amides d'acides carboxyliques et éthyléniquement insatu'- rés polymérisables, sensiblement solubles dans l'eau.
Conformément à la présente invention, des compositions ¯.de mortier améliorées sont obtenues en y ajoutant un polymère - de chlorure de vinylidène contenant de 0,5 à 25% en poids, par rapport aux matières polymères solides, d'un amide diacide car- boxylique éthyléniquement insaturé et sensiblement soluble dans l'eau. le polymère peut être obtenu par la polymérisation con- tinue, dans un milieu aqueux contenant des quantités catalyti- ques d'un catalyseur de polymérisation à radicaux libres non- ionique, de (1) au moins 50% en poids de chlorure de vinyli- dène (2) de 1 à 45% $en poids d'eu moins au co-monomére mono éthyléniquemnt insaturé et sensiblement insoluble dans l'eau, et (3),de 0,5 à 25% en poids et, de préférence,
de 3 à 25% en poids d'un amide d'acide carboxylique éthynéliquement insaturé, polymérisable,sensiblement soluble dans l'eau, le poids total des constituants polymérisables étant de 100%.
Lorsque des polymères de chlorure de vinylidène, tels que ceux décrits plus haut, sont préparés en dispersion aqueuse colloïdale, conformément à la présente invention, ces produits,. polymères sont stabilisés intérieurement dans la dispersion colloidale et les dispersions obtenues sont très sta @ ces dispersions, des agents
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sio-actifs et agents mouillants solubles dans l'eau que l'on utilise couramment.
On peut supposer que les dispersions contiennent des particules solides de polymère, dans
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lesquelles l'amide d'acide carboxylique polysérisable uti-
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lisable dans le cadre de la présente invention est combiné, sous forme de polymère,avec le polymère de chlorure vinylidène sensiblement soluble dans l'eau, tandis que la couche
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superficielle des particules de polymère contient, de nanièrt prépondérante, de l'amide d'acide carboxylique combiné par pilgnJérixstio;p fJws& o-onsLs-s mc.w6h)léi1iqu:ù1ant :i.ns8tur8 et e iésibleùie##.1 d,i;o>lubiés dcns qui conviennent pour être TIt:tJ..1.ss dH8 ie cadre de la présent*:
invention, on peut citer, pay sxeaple, le chlorure de vinyle, l'acétate de vinyle, le dE, vinyle;, 1?acrylonitr<le, ainsi que les alkyl aeri?13:lex e% 81k8cr-y18teE d'alkyle, dont les groupes alkyle sontiemiat à 8 atomes de ecrbone. COrI'J'ne exemple de tels IiCtjfla"c.es et al1w Cl"ylatea ci f alkyle, on peut citer l'acrylate do méthyl-ng faerylate d'6thylaj liacrylote de butyle,18cryIota d'isobutyle9 ledcrylate de 2Óth:lhcXl et les esters corrsspondants des acides méthnc11que, éthccrylique et propacry-
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lique.
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Gos3se acides décides csrboxyliques ét,hyléniquemt1nt ins8ués pOlymé?is9blcs et solubles dans l'esu que l'or peut
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utiliser dans le cadre de la présente invention, on peut citer
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les ainidos diacides aonoearboxyliques et d'acides polycvrboxyliques. Les emides d'acides carboxyliques polymérisables qui contiennent jusque 4 due carbone, tels que, par exemple, l'ocrylamide le N-mét,ylolac.-yLamide, le N-hydroxyéthyl acrylasiido et le diamide de l'acide fuaarique, conviennent parti-
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culièrement .
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Le procédé de polymérisation suivant 1'invention consiste à préparer une/dispersion aqueuse de matières po- lymères décrites dans le présent mémoire, par addition continue et soigneusement réglée des constituants mono mères voulus, au milieu aqueux, en présence d'un cataly seur de polymérisation non-ionique tel que, le peroxyde d'hydrogène et l'hydroparexyde de cumère Dans les sys tènes de polymérisation de Redexon peut utiliser les in grédinents habituels..
Le milieu aqueux peut, au suplus con tenir des acides, des bases ou des sels, pour obtenir une va- leur désirée du pH Une valeur d'environ 3,0 du pH est préfé- rée. Dans le procédé suivant la présente invention, on préfè- re souvent ajouter une petite quantité des constituants mono- mères de l'interpolymère de chlorure de vinylidène sensible- ment insoluble dans l'eau au milieu aqueux ayant la valeur de PH désirée, cette addition étant suivie de ce l'edu cataly- seur de polymérisation nécessaire, pour former une particule d'ensemencement polymère composé essentiellement de l'inter- polymère de chlorure de vinylidène.
Lorsqu'on forme de telles particules d'ensementcemetn polymères par le procédé décrit dans le présent mémoire de petites quantités, par exemple environ 0,05% en poids, d'un agent mouillant classique, peuvent être in- corporées dans le milieu aqueux, pour favoriser la formation de particules de taille désirée. L'addition de ces agents mouil- lants n'est cependant pas nécessaire pour la production des dispersions aqueuses colloïdales très stables suivant la pré- sente invention.
Après la foramtion des particules d'ensemen- cement polymère, le constituant monomère insoluble dans l'eau restant de l'interpolymère de chbrure de vinylidène et l'amide d'acide carboxylique polymérisable et hydrophile sont ajoutés simultanément et de manière continue dans des conditions soi-
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gneusement réglées, au milieu aqueux, pour former une particule de polymère, dans laquelle au moins une partie de l'amide d'acide carboxylique polymérisable est combinée, par polymérisation, au polymère de chlorure de vinyldène sen- siblement insoluble dans l'eau.
On a constaté que les dispersions aqueuses colloïdale*: très stables décrites dans le présent mémoire ne sont obtenues que lorsque les constituants monomères voulus sont polymérisée de manière continue, dans un milieu aqueux, comme décrit plus haut à cet égard,on 3 constaté que lorsque tout. l'amide diacide carboxylique polymérisable utilisable dans le cadre de le présente invention est ajoutéd au milieu aqueux par les techniques de polymérisation discontinue communément utilisées, il se produit une homopolymérosation excessive de cette matière monomère hydrophile, avec formation d'un coagulum indésirable et/ ou de latex.
de viscosité trop élevée. En général, on ob- tient des latex ayant des viscosités trop élevées par les techniques classiques de polymérisation discontinue, lorsque les amides diacide carboxylique polymérisables et hydrophiles, tels que décrit plus haut,sont présents en quantités supérieures à environ 2% en poids par rapport au poids total des constituants polymérisables Au surplus, les procédés classiques de polymé- risation dans lesquels la polymérisation s'effectue par à coup,
ne donnent généralement paslieu à la production des dispersions aqueuses colloïdales très stables suivant la présente/invention
On suppose que les résultats les plus intérressants sont obtenuslorsque l'addition continue des constituants monomères est soigneusement réglée, de façon que l'amide d'acide carboxy- lique polymérisable et insoluble dans l'eau, tel que décrit plus haut,soit combinée par polymérisation, avec la surface de la particule d'interpolymère de chlorure de vinylidène sensiblement
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Insoluble dans l' eau. Ce réglage peut s'effectuer en réglant convenablement les quantités et les vitesses d'addition des constituants monomères individuels au milieu aqueux.
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Les compositions décrites dans le pr1sn s<5r.'? sont soumises à des conditions donnant lieu f.a 1.'. j3Cl.''.1"s?.ââ's cc' a des constituants po1ymérisabl-J s. Dans lu :.:ÙU9J,:,i 'las cas, 18 teptpérature de la dispersion aqueuse . por''..4e par ?xsr:'!pl'3!, D à une valeur comprise entre environ 40 et 1(ltJ ±, pou? activer la polymérissticn, bien qua, dans rta5s Cu'.5y 9't particulier ceux dans lesquels un catalyseur de pol}rm6ri- sation très actif est utilisé,la polymérisation puisse se produire à la température ambiante ou à une température inférieure à la température ambiante. D'autres moyens par exemple une exposition de la composition à un rayonnement activant, peuvent être utilisés pour favoriser la polymérisation des constituants polymérisables.
Les dispersions aqueuses suivant la présente inven tien présentent le caractéristique d'être très stables, c'est- à-dire de résister à une coagulation des particules de polymère colloïdale ment dispersées, même si ces dispersions ne contiennent que très peu ou pas d'agent stabilisant ou émul sionnent classique. Dans de nombreux cas, les dispersions de polymère peuvent être mélangées à des solutions concentrées de chlorure de calcium,, sans qu'une coagulation du polymère se produise.
Dans maint cas, la dispersion peut être agitée vigoureusement sans qu'il se produise une coagulation, dans des conditions qui provoquerait une précipitation notable des dispersions ordinaires, Au surplus,lesdispersions suivant la présente invention ont peu tendance à mousser, par suite de l'absence d'agents émulsionnants solubles dans l'eau classi- quesd et de composés analogues.
Au surplus, les interpolymères
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secs obtenus en séparant la fraction aqueuse des dispersions colloïdales suivant la présente invention se sont avérés ai- sément redispersables dans l'eau et on a constaté, sans que l'on s'y attende, que ces interpolymères sont avantageusement résistants à l'eau, lorsqu'on les soumet à un durcissement-,, par exemple, en les transformant en une pellicule séchée et on les traitant thermiquement ou lorsqu'ils sont présents dans du béton durci ,
du mortier et des compositions de Mortier de ciment On a constaté que ces matières redisperables présen tent un intérêt particulier comme agents Modificateurs pour le béton le mortier et les composition de mortier de ciment..
Les exemples suivants,, dans lesquels tous' les pourcen- tages et toutes les parties sont on poids illustrent davanta- ge l'invention, Exemple 1
Un mélange de 1350 ml d'eau (dont le PH a été réglé à une valeur de 3,0à l'aide d'acide chlorhydrique de 30 grammes d'acrylamide et de 20 ppm desulfate ferrique ammonique a été placé dans un r6cipient de polymérisation.
A ce milieu aqueux on a ensuite ajouté une charge initiale d'un mélange de matières de polymérisation sensiblement insolubles dans l'eau, comprenant 70 grammes de chlorure de vinylidène, 20 grammes d'acrylate de butyle et 10 grammes d'acrylate de méthyle. Le mélange réactionnel a été ensuite agité sous azote pendant minutes à une température de 45 c après quoi 10 ml de pe oxy-d de d'hydrogène à 305 ont ét4 ajoutés.
Le mélange réactionnel a été ensuite agité à 45 c pendant une heure, après quoi une solution comprenant 60 grandes d'acrylamide dans 180 ml d'eau et une seconde charge de matières monomères sensiblement insolubies dans l'eau comprenant 630 grammes de chlorure de vinylidène, 180 grammes d'acrylate de butyle et 90 grandes d'acrylate
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de méthyle ont été a joutés séparément, mais simultanément, tout en agitant, au miliau aqueux, en l'espace e douze heures.
Le produit de polymérisation obtenu était en lates
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stable contenant environ 30% d'un polymère vs'r ¯ .E1 .:..4' ::'?..9' rure de "vy.'b. ôs%.nE.!GA33 d''ae'''ylate de but-yle et d'<1\';²"rlatt: u'3 F:3v " ttb;.o, <91.lqu!31 do l'acrylami.de était li4 par pol;"1r:':"c::t:'v;m. l.e l.:1t.::x IJS\, 9tô.Jblep ménc 0!'5 présence de C3ti'?r-3 du k6tWc'3.3 jvoljr#1:>à,e#11;s tels que les ions calcium.
Par 1vaporation des aonatituants 3quex: 's:1 a obtenu zone poudra polymbre solide et fluide pouvant être ais41en.1 redispea6e dans d/.eDu.
Exemple 2.
Le latex de l'exemple 1 a été testé pour déterminer sa stablilité dans un mortier de ciment Mortar Mix. Dans cet essai, on a utilisa un rapport entre la matière solide du latex et le ci- ment d'environ 0,15/l Chacun des mortiers préparés pour cet essai contenait 3 parties de sable pour une partie en poids de ciment.
Le sable et le ciment Portland ont été bien mélanges et les quantités requises de latex y ont été ajoutées. La com- position a été ensuite mélangée dans un malaxeur du type Hobart, jusqu'à présenter une consistance homogène. Après la prise préf liminoire du mortier, les échantillons ont été soumis à un dur- cissement à sec, en les laissant pendant 14 jours à une tempe- rature d'environ 21 c dons une atmosphère à environ 60% d'humi- dité relative. Des fractions individuelles des échantillons ont été ensuite durcies à l'état humide, en les mettant dans de
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l'eau chauffées une température de 24 C, pendanwùne durée to- tale d'immersion de.7 jours.
Le tableau 1 suivant indique les résistances au cisail-
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lement à l'état sec et à l'état humide, les résistances à la compression à l'état sec et à l'état humide, ainsi que les résistances à la traction à l'état sec et à l'état humide des mortiers de ciment modifiés par du latex, en comparaison d'un mortier de ciment préparé de la même ma- nière mais non modifié..
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<tb>
Composition <SEP> Résistance <SEP> au <SEP> cisaillement <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> compression <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction
<tb> Kg/cm2 <SEP> Kg/cm2 <SEP> Kg/cm2
<tb> --------------------------- <SEP> -----------------------humide <SEP> sec <SEP> humide <SEP> sec <SEP> humide <SEP> sec
<tb> Mortier <SEP> de <SEP> ciment
<tb> non <SEP> modifié(pour
<tb> comparaison) <SEP> 12,6 <SEP> 13,3 <SEP> 103 <SEP> 63 <SEP> 10,5 <SEP> 7
<tb> Mortier <SEP> de <SEP> ciment
<tb> modifié <SEP> par <SEP> du <SEP> latex <SEP> g <SEP> 340 <SEP> 61,4
<tb> suivant <SEP> l'invention <SEP> 49,7 <SEP> 33,6 <SEP> 385 <SEP> 340 <SEP> 61,4 <SEP> 42,2
<tb>
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De bons résultats ont également été obtenus,
en mélangeant le polymère en poudre fluide et solide décrit dans l'exemple 1 au mortier de ciment décrit plus haut contenant de l'eau en quantités suffisantes pour redisperser la matière polymère sous forme de latex.
REVENDICATIONS
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--------------------------- 1 Procédé pour obtenir des compositi.ons de mortier de ciment modifiées à l'aide d'un latex de polymère de chlorure de vinylidène .caractérisé en ce qu'on utilise un polymère de chlorure de vinylidène contenant de 0,5 à 25% en poids, par rapport à la matière polymère solide, d'un amide d'acide carboxylique éthyléniquement insaturé sensiblement soluble dans l'eau.