FR2989612A1

FR2989612A1 - Protective composition for protecting metallic support in building from bad weather, has product to form coating in form of liquid or paste e.g. water repellent solution, on support and fire retardant i.e. mineral retardant

Info

Publication number: FR2989612A1
Application number: FR1253576A
Authority: FR
Inventors: Roland Georges Bijon
Original assignee: ADPTCF AGENCE DE DISTRIB DE PRODUITS DE TRAITEMENTS CONTRE LE FEU
Current assignee: ADPTCF AGENCE DE DISTRIB DE PRODUITS DE TRAITEMENTS CONTRE LE FEU
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2013-10-25

Abstract

The composition has a product to form a coating in form of liquid or paste e.g. film forming coating such as water repellent solution comprising a synthetic resin, on a support, and a fire retardant i.e. mineral retardant, where the composition comprises 60 to 80 preferably 73 to 78 or 65 to 71 percent by weight of the water repellent solution, and 20 to 40 percent by weight preferably from 22 to 27 or 29 to 35 percent by weight of water repellent solution. An independent claim is also included for a method for preparing a protective composition.

Description

10 L'invention se situe dans le domaine des compositions et procédés de traitement de matériaux hydrophiles, notamment des traitements visant à protéger le bois ou les végétaux soumis aux intempéries. Ils s'appliquent notamment aux traitements ignifugeants des bois et végétaux de construction de tous types. 15 Le bois et plus généralement les matériaux végétaux utilisés en extérieur dans les constructions, donc soumis aux intempéries, nécessitent une protection contre l'eau et les UV. En effet, le bois est un matériau hydrophile qui absorbe l'eau de pluie, à des degrés divers selon les essences, et qui sèche 20 à la sécheresse. L'humidité elle-même et cette alternance d'humidité et de sécheresse a tendance à dégrader le bois. De plus, lorsque le bois rend l'eau qu'il avait absorbée, il relargue des produits protecteurs qui avaient pu lui être incorporés. C'est particulièrement le cas des produits ignifugeants incorporés au matériau. 25 Diverses compositions existent dans le but d'améliorer la tenue au feu et à la chaleur de matériaux bois et dérivés du bois, ou plus généralement de matériaux hydrophiles, qui entrent dans la composition des structures de bâtiments ou en revêtement extérieur. Ces compositions sont absorbées par le matériau et ont pour effet de retarder la propagation de la flamme dans le 30 matériau. La demande FR 2 946 053 déposée par la Demanderesse décrit par exemple une composition ignifugeante innovante. The invention is in the field of compositions and processes for the treatment of hydrophilic materials, in particular treatments intended to protect wood or plants subjected to bad weather. They apply in particular to flame retardant treatments of wood and building plants of all types. Wood and more generally plant materials used outdoors in buildings, therefore subjected to the weather, require protection against water and UV. Indeed, wood is a hydrophilic material that absorbs rainwater, to varying degrees depending on the species, and dries to drought. Moisture itself and this alternation of moisture and drought tend to degrade the wood. In addition, when the wood returns the water that it had absorbed, it relegates protective products that could be incorporated into it. This is particularly the case for flame retardants incorporated into the material. Various compositions exist for the purpose of improving the fire and heat resistance of wood and wood-derived materials, or more generally of hydrophilic materials, which form part of building structures or exterior cladding. These compositions are absorbed by the material and have the effect of retarding the propagation of the flame in the material. The application FR 2 946 053 filed by the Applicant describes for example an innovative flame retardant composition.

Ces compositions sont efficaces pour les bois intérieurs, par exemple la charpente, mais ont l'inconvénient de voir leur efficacité disparaître progressivement par lessivage lorsque le matériau se situe à l'extérieur du bâtiment et se trouve soumis aux intempéries. These compositions are effective for interior woods, for example the framework, but have the disadvantage of having their effectiveness gradually disappear by leaching when the material is outside the building and is subjected to bad weather.

La peinture et le vernis procurent une certaine protection, mais d'une part, cette protection n'est pas durable dans le temps, d'autre part, la couche de peinture ou de vernis, composée essentiellement de résines, est inflammable. Il existe donc un besoin pour une composition qui protège le bois ou les matériaux végétaux exposés aux intempéries et qui procure également une 10 protection contre l'incendie et une maîtrise de la Masse Combustible Mobilisable (MCM). A cet effet, l'invention propose une composition protectrice des matériaux hydrophiles, pouvant comprendre au moins : - une solution hydrofuge, 15 - un retardant de feu. La solution hydrofuge rend le matériau hydrophobe mais une fois appliquée et sèche, elle peut être inflammable, notamment si elle comprend une résine. Le retardant de feu limite cette inflammabilité. Les matériaux hydrophiles visés par l'invention sont les matériaux 20 végétaux, bois et autres matériaux en fibres végétales, à l'exception des panneaux de particules (panneaux à copeaux orientés ou OSB, aggloméré, medium...) qui sont trop chargés en colle pour absorber la composition protectrice. Ces matériaux ont avantageusement fait l'objet, au préalable, d'une imprégnation ignifuge ayant une base à faible hygroscopicité vis-à-vis 25 des variations d'humidité. Avantageusement, la solution hydrofuge peut comprendre une résine synthétique. Les résines synthétiques sont dérivées des hydrocarbures, par exemple les résines acryliques, les résines cétoniques, les polyuréthanes, les 30 aminoplastes. Les résines acryliques présentent de nombreux avantages, notamment celui d'accepter l'eau comme solvant. The paint and varnish provide some protection, but on the one hand, this protection is not durable over time, on the other hand, the layer of paint or varnish, consisting mainly of resins, is flammable. There is therefore a need for a composition which protects wood or plant material exposed to the weather and which also provides fire protection and control of Mobilizable Fuel (MCM). For this purpose, the invention provides a protective composition for hydrophilic materials, which may comprise at least: - a water-repellent solution, - a fire retardant. The water-repellent solution renders the material hydrophobic but when applied and dry, it may be flammable, especially if it comprises a resin. Fire retardant limits this flammability. The hydrophilic materials targeted by the invention are plant materials, wood and other materials made of vegetable fibers, with the exception of particle boards (oriented strand board or OSB, chipboard, medium, etc.) which are too heavily laden with glue for absorbing the protective composition. These materials have advantageously been the subject, beforehand, of a flame retardant impregnation having a base with low hygroscopicity vis-à-vis humidity variations. Advantageously, the water-repellent solution may comprise a synthetic resin. Synthetic resins are derived from hydrocarbons, for example acrylic resins, ketone resins, polyurethanes, aminoplasts. Acrylic resins have many advantages, including that of accepting water as a solvent.

Avantageusement, le retardant de feu peut être un retardant minéral. L'avantage d'un retardant de feu minéral est qu'il ne participera pas à la propagation du feu. Avantageusement, la composition protectrice peut comprendre en outre 5 un pigment. Une pigmentation permet d'atténuer les effets d'efflorescence ou de faïençage et, particulièrement à l'aide d'un pigment, brun, de protéger le matériau contre les agressions UV. 10 L'invention porte également sur un procédé de préparation d'une composition protectrice selon l'invention, pouvant comporter les étapes consistant à : - ajouter un retardant feu dans une composition hydrofuge, - mélanger, 15 le retardant de feu étant notamment au moins l'un des composés pris dans la liste suivante : - huntite, - hydromagnésite, - gibbsite. 20 Le retardant de feu pouvant se présenter sous la forme d'une poudre très fine, l'étape de mélange est délicate. Le temps de mélange est fonction de la quantité préparée en une fois. De façon générale, plus la quantité préparée est importante, plus le temps de mélange doit être élevé. Avantageusement, le procédé peut comporter l'étape consistant à : 25 - ajouter un pigment, - mélanger. Le pigment est avantageusement ajouté après le mélange du retardant de feu dans la composition hydrofuge, mais il peut être ajouté avant ou en même temps. Le pigment se présente lui aussi sous la forme d'une poudre très fine, 30 son mélange est également délicat. Advantageously, the fire retardant may be a mineral retardant. The advantage of a fire retardant mineral is that it will not participate in the spread of fire. Advantageously, the protective composition may further comprise a pigment. Pigmentation reduces the effects of efflorescence or crazing and, particularly with the aid of a brown pigment, protects the material against UV aggressions. The invention also relates to a process for the preparation of a protective composition according to the invention, which can comprise the steps of: adding a fire retardant in a water-repellent composition, mixing, the fire retardant being in particular at least one one of the compounds taken from the following list: - huntite, - hydromagnesite, - gibbsite. As the fire retardant may be in the form of a very fine powder, the mixing step is delicate. The mixing time is a function of the quantity prepared at one time. In general, the greater the amount prepared, the greater the mixing time must be. Advantageously, the process may comprise the step of: - adding a pigment, - mixing. The pigment is advantageously added after mixing the fire retardant in the water-repellent composition, but it may be added before or at the same time. The pigment is also in the form of a very fine powder, and its mixture is also delicate.

Avantageusement, lors des étapes de mélange, on utilise un mélangeur comportant au moins un premier et un second agitateurs tournant en sens contraire de façon à obtenir un mélange homogène. Advantageously, during the mixing steps, a mixer is used comprising at least first and second stirrers rotating in the opposite direction so as to obtain a homogeneous mixture.

L'invention porte également sur un procédé de protection d'un matériau hydrophile pouvant comporter l'étape consistant à : - appliquer une composition protectrice selon l'invention. Le matériau aura avantageusement au préalable été imprégné d'une composition ignifugeante. The invention also relates to a method for protecting a hydrophilic material that may comprise the step of: - applying a protective composition according to the invention. The material will advantageously be previously impregnated with a flame retardant composition.

Cependant, les compositions ignifugeantes peuvent contenir un mouillant, qui est incompatible avec la composition protectrice selon l'invention. Il convient dans ce cas d'attendre que le matériau soit stabilisé avant application de la composition protectrice, c'est à dire, dans le cas d'un matériau végétal, qu'il ait retrouvé son taux d'humidité relative normale pour sa structure et son essence. Description détaillée Dans une réalisation particulière de l'invention, la solution hydrofuge est 20 une composition connue sous le nom de Coating Aqua/H-WoodTM. Il s'agit d'une composition à base acrylique, comportant en outre des ions hydronium H30+, du chlorure d'ammonium et au plus 2 % de chlorure de benzyldiméthyle. La teneur en solvant eau est de 3 %. Le solvant étant aqueux, cette solution pénètre dans le matériau végétal. 25 Le pH de cette composition est sensiblement égal à 8 à la température de 20°C. Sa masse volumique est proche de 1 012 g/1 (méthode DIN 53217). Cette composition est prévue selon deux formulations : - dans une première formulation destinée au bois massifs (résineux, feuillus, exotiques, tropicaux) ou dérivés (contreplaqué, panneaux 3 ou 5 plis, 30 panneaux contrecollés...), la teneur en acrylonitrile polymérisé est d'environ 49,7 %, - dans une seconde formulation destinée aux végétaux, par exemple les toitures recouvertes de fibres végétales (roseaux ou chaume Alamus, feuilles de Pandanus, fibres de riz, palmes de cocotier...), la teneur en acrylonitrile polymérisé est d'environ 52 %. However, the flame retardant compositions may contain a wetting agent, which is incompatible with the protective composition according to the invention. It is appropriate in this case to wait for the material to be stabilized before application of the protective composition, that is to say, in the case of a plant material, that it has found its normal relative humidity for its structure. and its essence. DETAILED DESCRIPTION In a particular embodiment of the invention, the water-repellent solution is a composition known as Coating Aqua / H-WoodTM. It is an acrylic-based composition, further comprising H30 + hydronium ions, ammonium chloride and at most 2% benzyldimethyl chloride. The water solvent content is 3%. The solvent being aqueous, this solution enters the plant material. The pH of this composition is substantially 8 at 20 ° C. Its density is close to 1012 g / l (DIN 53217 method). This composition is provided according to two formulations: in a first formulation for solid wood (softwood, hardwood, exotic, tropical) or derivatives (plywood, panels 3 or 5 plies, 30 laminated panels ...), the content of polymerized acrylonitrile is about 49.7%, - in a second formulation intended for plants, for example roofs covered with vegetable fibers (reeds or Alamus stubble, Pandanus leaves, rice fibers, coconut palms ...), the content polymerized acrylonitrile is about 52%.

Cette composition peut être appliquée selon l'une des trois méthodes suivantes : - par trempage dans un bac, avec ou sans pression, - par pulvérisation, par exemple à l'aide d'un pistolet à peinture, - en ligne dans une cabine munie de plusieurs buses. This composition can be applied according to one of the following three methods: by dipping in a tank, with or without pressure, by spraying, for example by means of a spray gun, in line in a cabin equipped with several nozzles.

Cette composition hydrofuge protège en elle-même le bois contre les agressions. Mais avantageusement, elle peut être additionnée d'un retardant de feu selon les proportions suivantes : - de façon générale, de 60 à 80 % en poids de la solution hydrofuge et de 20 à 40 % de retardant de feu, - dans une application aux bois et dérivés : de 73 à 78 % en poids de la solution hydrofuge et de 22 à 27 % en poids de retardant de feu, - dans une application aux végétaux : de 65 à 71 % en poids de la solution hydrofuge et de 29 à 35 % en poids de retardant de feu. La quantité de retardant de feu a un effet sur la densité des fumées : plus 20 la composition est chargée en retardant, moins les fumées sont denses. Le retardant de feu peut être un mélange de minéraux, par exemple : - huntite, de formule Mg3Ca(CO3)4, - hydromagnésite, de formule générale Mgx(CO3)y(OH)2, zH2O, dans 25 laquelle x = 4 ou 5, y = 3 ou 4 et z = 3 ou 4, - gibbsite, de formule générale Al(OH)3. Ces minéraux ont la propriété d'absorber une grande quantité de chaleur en se décomposant de façon endothermique sous l'effet de la chaleur, en dégageant de l'eau et du gaz carbonique, qui ne participent donc pas à 30 l'entretien du feu. This water repellent composition protects the wood itself against aggression. But advantageously, it can be added with a fire retardant in the following proportions: - in general, 60 to 80% by weight of the water-repellent solution and 20 to 40% fire retardant, - in an application to wood and derivatives: from 73 to 78% by weight of the water-repellent solution and from 22 to 27% by weight of fire retardant, - in an application to plants: from 65 to 71% by weight of the water-repellent solution and from 29 to 35% by weight of fire retardant. The amount of fire retardant has an effect on the density of fumes: the more charged the composition is, the less fumes are dense. The fire retardant may be a mixture of minerals, for example: - huntite, of the formula Mg3Ca (CO3) 4, - hydromagnesite, of the general formula Mgx (CO3) y (OH) 2, zH2O, in which x = 4 or 5, y = 3 or 4 and z = 3 or 4, gibbsite, of general formula Al (OH) 3. These minerals have the property of absorbing a large amount of heat by decomposing endothermically under the effect of heat, releasing water and carbon dioxide, which therefore do not participate in the maintenance of fire .

Dans une réalisation particulière de l'invention, le retardant de feu peut être un mélange connu sous le nom d'Ultracarb LEI 15TM, dont la masse volumique est d'environ 260 kg/m3. In a particular embodiment of the invention, the fire retardant may be a mixture known as Ultracarb LEI 15TM, whose density is about 260 kg / m3.

La composition ainsi préparée est sensiblement incolore. Il est avantageux de la colorer. Le colorant est avantageusement un pigment brun, de préférence un pigment minéral, donc ne participant pas au feu. Ce pigment protège les matériaux contre les UV. La composition peut être proposée avec plusieurs dosages de ce pigment, 10 notamment entre 0,20 et 1,0 gramme de pigment par litre de composition. Du dosage de pigment dépendra bien sûr la couleur obtenue. L'invention porte également sur un procédé de préparation de la composition hydrofuge. Les étapes de mélange sont délicates car les produits 15 en poudre fine (retardant de feu, pigment) ne s'incorporent pas facilement à la solution hydrofuge. Les temps de mélange optimums sont sensiblement proportionnels à la quantité préparée ; à titre d'exemple, pour une préparation de 1 000 litres : - le temps de mélange du retardant de feu est d'une heure ± 15 minutes, 20 - le temps de mélange du pigment est de 45 minutes ± 15 minutes. La température au moment du mélange ne doit pas dépasser 19°C. Avantageusement, lors des étapes de mélange, on utilise un mélangeur pouvant comporter : - une turbine à ailettes à sa base, 25 - une turbine à hélices en partie supérieure, de diamètre supérieur à celui de la turbine à ailettes, - la vitesse de rotation de la turbine à ailettes étant supérieure à celles de la turbine à hélices. Il convient en effet de provoquer de fortes turbulences dans la solution 30 pour éviter les agglomérations ou « grumeaux » de matériau retardant de feu et de pigment dans la solution hydrofuge. Cette disposition des turbines, leur conformation et leurs vitesses de rotation permet d'obtenir un mélange optimum. La turbine à hélices peut comporter plusieurs étages. La vitesse de rotation de la turbine à ailettes est avantageusement comprise entre 1 500 et 1 800 tours/minute, et celle de la turbine à hélices 5 comprise entre 800 et 1 000 tours/minute. Après avoir appliqué la composition, il est avantageux d'égaliser ou lisser par exemple en passant un rouleau en mousse pour obtenir un aspect correct. Pour une application de cette solution sur machine en ligne, il est 10 recommandé, après la cabine de pulvérisation, d'utiliser un cylindre recouvert d'une matière de type élastomère ayant une dureté de 30 à 35 Shore A pour égaliser ou lisser. La pression exercée par ce cylindre ne doit pas être accentuée par une augmentation de tension à l'écrasement. 15 The composition thus prepared is substantially colorless. It is advantageous to color it. The dye is advantageously a brown pigment, preferably a mineral pigment, therefore not participating in the fire. This pigment protects the materials against UV. The composition may be provided with several dosages of this pigment, especially between 0.20 and 1.0 gram of pigment per liter of composition. The dosage of pigment will of course depend on the color obtained. The invention also relates to a process for preparing the water-repellent composition. The mixing steps are delicate because the fine powdered products (fire retardant, pigment) do not easily incorporate into the water repellent solution. Optimum mixing times are substantially proportional to the amount prepared; for example, for a 1000 liter preparation: - the mixing time of the fire retardant is one hour ± 15 minutes, - the mixing time of the pigment is 45 minutes ± 15 minutes. The temperature at the time of mixing must not exceed 19 ° C. Advantageously, during the mixing steps, a mixer is used which may comprise: a finned turbine at its base, a propeller turbine at the upper part, with a diameter greater than that of the finned turbine, the rotational speed the finned turbine being superior to those of the propeller turbine. It is indeed necessary to cause strong turbulence in the solution 30 to avoid agglomerations or "lumps" of fire retardant material and pigment in the water repellent solution. This disposition of the turbines, their conformation and their rotational speeds makes it possible to obtain an optimum mixture. The propeller turbine may have several stages. The speed of rotation of the finned turbine is advantageously between 1500 and 1800 rpm, and that of the propeller turbine 5 is between 800 and 1000 revolutions / minute. After having applied the composition, it is advantageous to equalize or smooth, for example by passing a foam roller to obtain a correct appearance. For application of this on-line machine solution, it is recommended, after the spray booth, to use a cylinder coated with an elastomeric-type material having a hardness of 30 to 35 Shore A to equalize or smooth. The pressure exerted by this cylinder must not be accentuated by an increase in tension on crushing. 15

Claims

REVENDICATIONS1. Protective composition of hydrophilic materials, characterized in that it comprises at least: - a water-repellent solution, - a fire retardant.

2. Protective composition according to claim 1, characterized in that it comprises: - from 60 to 80% by weight of the water-repellent solution, - from 20 to 40% by weight of the fire retardant, preferably from 73 to 78% by weight of the water-repellent solution and from 22 to 27% by weight of the fire retardant, or preferably from 65 to 71% by weight of the water-repellent solution and from 29 to 35% by weight of the fire retardant.

3. Protective composition according to one of claims 1 or 2, characterized in that said water-repellent solution comprises a synthetic resin.

4. Protective composition according to one of claims 1 to 3, characterized in that said retardant fire is a mineral retardant.

5. Protective composition according to one of claims 1 to 4, characterized in that said fire retardant comprises at least one of the following minerals: - huntite, - hydromagnesite, - gibbsite.

6. Protective composition according to one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises a pigment.

7. Protective composition according to claim 6, characterized in that said pigment is a brown pigment.

8. Protective composition according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises from 0.20 to 1.0 g / liter of pigment.

9. A process for preparing the protective composition according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises the steps of: - adding a fire retardant in a water-repellent composition, 20 - mixing, said retardant fire being in particular at least one of the compounds taken from the following list: huntite, hydromagnesite, gibbsite.

10. Preparation process according to claim 9, characterized in that it comprises the step of: - adding a pigment, - mixing.

11. A method of preparation according to claim 9 or 10, characterized in that during the mixing steps a mixer is used comprising at least a first and a second stirrer rotating in opposite directions.

12. Preparation process according to claim 11, characterized in that: - said first stirrer is a finned turbine located at the base of said mixer, - said second stirrer is a propeller turbine located in the upper part of said mixer, of diameter greater than that of the finned turbine, - the speed of rotation of the finned turbine being greater than those of the propeller turbine. 20

13. Preparation process according to claim 12, characterized in that the speed of rotation of the finned turbine is between 1500 and 1800 rpm, and that of the propeller turbine between 800 and 1000 revolutions / minute. A method of protecting a hygroscopic material comprising the step of: - applying a protective composition according to one of claims 1 to 5. 15. Protective method according to claim 14, characterized in that it comprises the preliminary step of: - impregnating the material with a flame retardant composition. 16. The method of protection according to claim 14 or 15, characterized in that it comprises the subsequent step of: - equalizing the protective composition after application.