COMPOSITION D'ENSIMAGE POUR FILS DE VERRE, CES FILS ET LEUR UTILISATION DANS DES PRODUITS CIMENTAIRES SIZING COMPOSITION FOR GLASS WIRES, THESE WIRES AND THEIR USE IN CEMENTITIOUS PRODUCTS
La présente invention se rapporte au domaine des matériaux filamentaires de renforcement et concerne plus particulièrement des fils de verre destinés au renforcement de matières, notamment minérales, lesdits fils et/ou lesdites matières étant susceptibles d'être exposés à un milieu corrosif. L'invention concerne également la composition employée pour revêtir les fils (dite composition d'ensi age), ainsi que l'utilisation des fils dans des produits cimentaires et les produits ainsi obtenus.The present invention relates to the field of filamentary reinforcing materials and relates more particularly to glass strands intended for the reinforcement of materials, in particular mineral, said strands and / or said materials being liable to be exposed to a corrosive medium. The invention also relates to the composition used to coat the strands (called sizing composition), as well as the use of the strands in cementitious products and the products thus obtained.
L'utilisation de fils de verre (ou par abus de langage « fibres » de verre) comme matériau de renforcement est bien connue. Ces fils sont constitués de filaments réunis en un fil et revêtus d'une composition d'ensimage destinée notamment à protéger les fils de l'abrasion et éventuellement à compatibiliser le fil avec le matériau où il sera utilisé comme renfort.The use of glass strands (or by abuse of the term "glass fibers") as reinforcing material is well known. These threads consist of filaments gathered in a thread and coated with a sizing composition intended in particular to protect the threads from abrasion and possibly to compatibilize the thread with the material where it will be used as reinforcement.
Dans le cas de fils destinés à être utilisés dans des milieux corrosifs, tels que les matrices de produits cimentaires ou bien dans des produits eux-mêmes mis en oeuvre dans des conditions corrosives (contact permanent avec eau, sels, acide), on choisit une composition de verre adaptée pour avoir une résistance accrue dans les conditions considérées. Ainsi, pour la réalisation de fils ayant une résistance chimique améliorée dans le milieu basique d'une matrice cimentaire, on connaît des compositions de verres dits alcali-résistants qui contiennent généralement une proportion importante d'oxyde de zirconium. A titre d'information, on pourra se référer au document &B-A-1 290 528. Néanmoins, ces fils de verre restent sujets à une certaine dégradation, bien que réduite, dans le milieu cimentaire, et des modes de protection complémentaires
ont été proposés, notamment en incorporant des additifs à la composition d'ensimage. Ainsi, le document FR-A-2 235 888 indique comme matériau protecteur à incorporer dans la composition du revêtement, un composé aromatique mono- ou polycyclique porteur d'au moins trois groupes hydroxyles sur le, ou le cas échéant au moins un, noyau aromatique. Comme exemples particuliers de tels composés protecteurs on cite le pyrogallol, une hydroxy-hydroquinone, le phloroglucinol, l'acide gallique, le gallate de propyle, ou autres acides trihydroxybenzoïques ou dérivés.In the case of wires intended to be used in corrosive media, such as the matrices of cementitious products or else in products themselves used under corrosive conditions (permanent contact with water, salts, acid), a glass composition adapted to have increased resistance under the conditions considered. Thus, for the production of threads having improved chemical resistance in the basic medium of a cement matrix, known compositions of so-called alkali-resistant glasses which generally contain a large proportion of zirconium oxide. For information, reference may be made to document & B-A-1 290 528. However, these glass strands remain subject to a certain degradation, although reduced, in the cement environment, and additional protection methods have been proposed, in particular by incorporating additives into the sizing composition. Thus, document FR-A-2 235 888 indicates as protective material to be incorporated into the composition of the coating, a mono- or polycyclic aromatic compound carrying at least three hydroxyl groups on the, or if necessary at least one, nucleus aromatic. As particular examples of such protective compounds, mention is made of pyrogallol, a hydroxy-hydroquinone, phloroglucinol, gallic acid, propyl gallate, or other trihydroxybenzoic acids or derivatives.
FR-A-2 318 833 décrit un acide dihydroxybenzoïque en tant que composé protecteur capable d'empêcher ou de réduire la formation au voisinage des fils de cristaux d'hydroxyde de calcium à partir de la solution saturée d'hγdroxyde de calcium présente dans le ciment (composé dit anti-cémentation).FR-A-2 318 833 describes a dihydroxybenzoic acid as a protective compound capable of preventing or reducing the formation in the vicinity of the wires of calcium hydroxide crystals from the saturated solution of calcium hydroxide present in the cement (so-called anti-cementation compound).
FR-A-2 370 705 enseigne d'inclure dans la composition de revêtement un ester hydrosoluble formé par réaction d'un acide carboxylique aromatique trihydroxy- ou dihydroxy- substitué, notamment acide gallique ou dihydroxybenzoïque, avec un alcool dont la molécule comporte au moins deux radicaux hydroxy.FR-A-2 370 705 teaches to include in the coating composition a water-soluble ester formed by the reaction of a trihydroxy- or dihydroxy- substituted aromatic carboxylic acid, in particular gallic or dihydroxybenzoic acid, with an alcohol of which the molecule contains at least two hydroxy radicals.
Ces solutions apportent des améliorations quant à la résistance de produits cimentaires renforcés avec les fils ainsi préparés, mais l'effet est parfois limité dans la durée semble-t-il par un phénomène de piégeage du composé protecteur au sein du revêtement déposé sur le fil, phénomène qui empêcherait le composé de réagir comme il se doit avec l'environnement alcalin.These solutions provide improvements in the resistance of cementitious products reinforced with the wires thus prepared, but the effect is sometimes limited in duration, it seems, by a phenomenon of trapping of the protective compound within the coating deposited on the wire. , a phenomenon which would prevent the compound from reacting properly with the alkaline environment.
En outre, la présence de ces additifs dans la composition d'ensimage n'est pas sans incidence sur la qualité du fil obtenu, de sorte que les autres propriétés du fil peuvent être affectées de manière nuisible, et le fil peut se révéler inadapté pour certaines applications. C'est ainsi qu'on peut observer que la présence d'ester gallique ou composé équivalent dans certains ensimages peut perturber l'intégrité du fil, ce qui rend Sa mise en œuvre très difficile dans des techniques où le fil est travaillé à sec ou mélangé à sec avec les composants du produit cimentaire. C'est par exemple le cas pour la fabrication de produits composites ciment-verre par projection simultanée de fil coupé et de ciment en direction d'un moule. Dans ce cas particulier, un manque d'intégrité du fil entraîne formation de bourre ou de peluches qui encrassent les
organes du dispositif de projection, ou même s'envolent dans l'environnement de l'opérateur avec une gêne notable pour ce dernier.In addition, the presence of these additives in the sizing composition is not without effect on the quality of the yarn obtained, so that the other properties of the yarn may be adversely affected, and the yarn may prove to be unsuitable for some applications. Thus it can be observed that the presence of gallic ester or equivalent compound in certain sizes can disturb the integrity of the wire, which makes its implementation very difficult in techniques where the wire is worked dry or dry mixed with the components of the cement product. This is for example the case for the manufacture of cement-glass composite products by simultaneous projection of cut wire and cement in the direction of a mold. In this particular case, a lack of integrity of the thread leads to the formation of fluff or lint which fouls the organs of the projection device, or even fly into the environment of the operator with a notable discomfort for the latter.
Ce problème nécessite alors une adaptation de la base de l'ensimage avec des matières qui peuvent influer sur le coût du produit. L'invention a pour but de proposer une composition d'ensimage capable de protéger efficacement un fil de verre dans un milieu corrosif, tel qu'une matrice cimentaire hydratée sans nuire à l'aptitude à la mise en ceuvre du produit.This problem then requires an adaptation of the base of the sizing with materials which can influence the cost of the product. The object of the invention is to propose a sizing composition capable of effectively protecting a glass strand in a corrosive medium, such as a hydrated cement matrix without harming the workability of the product.
Ce but, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite a été atteint en incorporant à la composition d'ensimage un additif de type silane portant au moins une fonction capable de complexer le calcium CdX.This object, as well as others which will appear subsequently, has been achieved by incorporating into the sizing composition an additive of silane type carrying at least one function capable of complexing the calcium CdX.
A cet égard, l'invention a pour objet une composition d'ensimage renfermant au moins un agent collant dans un véhicule liquide à base aqueuse, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un additif de type silane portant au moins une fonction capable de complexer le calcium. II a été constaté que des groupes fonctionnels aptes à réagir avec l'hydroxyde de calcium environnant par complexation du calcium peuvent jouer efficacement leur rôle Sans nuire à l'intégrité du fil, s'ils Sont portés par un silane. Une tentative d'explication peut être que la chaîne siliciée permettrait de conserver les groupes actifs à proximité du verre par interaction polaire du verre et du silane, en empêchant toutefois une incorporation irréversible des groupes actifs dans le revêtement déposé sur le verre, de sorte que les fonctions réactives seraient disponibles sans interaction néfaste avec les autres composants du revêtement.In this regard, the subject of the invention is a sizing composition containing at least one tackifying agent in a liquid vehicle with an aqueous base, characterized in that it comprises at least one additive of silane type carrying at least one function capable of complex calcium. It has been found that functional groups capable of reacting with the surrounding calcium hydroxide by complexing the calcium can play their role effectively Without harming the integrity of the wire, if they are carried by a silane. An attempt to explain may be that the silicon chain would allow the active groups to be kept close to the glass by polar interaction of the glass and the silane, while preventing irreversible incorporation of the active groups in the coating deposited on the glass, so that the reactive functions would be available without harmful interaction with the other components of the coating.
De préférence, l'additif silane comporte au moins un noyau benzénique portant au moins deux substituants, identiques ou différents, capables de complexer le calcium, c'est-à-dire que les deux substituants forment ensemble une fonction complexant le calcium.Preferably, the silane additive comprises at least one benzene nucleus carrying at least two substituents, identical or different, capable of complexing calcium, that is to say that the two substituents together form a calcium complexing function.
Avantageusement, au moins un groupe porteur de fonction complexant le calcium est du type mono- ou poly-hydroxyphényle, de préférence du type ortho- diphénol ou ortho-triphénol, où les groupements hydroxyle sont éventuellement au moins en partie sous forme étherifiée ou bloquée par des groupes protecteurs, notamment acyle ou carbonate. Au moins un groupe carbonγle peut éventuellement
substituer le phényle en ortho d'un hydroxyle.Advantageously, at least one group carrying a calcium complexing function is of the mono- or poly-hydroxyphenyl type, preferably of the ortho-diphenol or ortho-triphenol type, where the hydroxyl groups are optionally at least partly in etherified form or blocked by protective groups, in particular acyl or carbonate. At least one carbonγl group can optionally substitute phenyl for ortho of a hydroxyl.
L'additif de type silane peut avantageusement être choisi parmi les composés de formule (1) ci-dessous :The silane type additive can advantageously be chosen from the compounds of formula (1) below:
dans laquelle :in which :
• R1 est un groupe alkyle, phényle ou acyle de 1 à 6 atomes de carbone,• R 1 is an alkyl, phenyl or acyl group of 1 to 6 carbon atoms,
• R2 est un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle de 1 à 6 atomes de carbone ou phényle,R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group of 1 to 6 carbon atoms or phenyl,
• R3 est une chaîne hydrocarbonée, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, éventuellement substituée, comportant avantageusement de 2 à 20 atomes de carbone,R 3 is a hydrocarbon chain, linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted, advantageously comprising from 2 to 20 carbon atoms,
• R4 est un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle linéaire ou ramifié de 1 à 4 atomes de carbone, ou bien un groupe• R 4 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group of 1 to 4 carbon atoms, or a group
— C-R5 - CR 5
où R5 est un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle ou alcoxy linéaire ou ramifié de 1 à 4 atomes de carbone,where R 5 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl or alkoxy group of 1 to 4 carbon atoms,
• R6 est un groupe polaire, notamment carbonyle ou amino • n est un entier de 1 à 3,• R 6 is a polar group, in particular carbonyl or amino • n is an integer from 1 to 3,
• m est un entier de 1 à 3,• m is an integer from 1 to 3,
• p est un entier non nul• p is a non-zero integer
• q est un entier nul ou non avec p + m+ q ≤ 6, et lorsque n, m, p ou q est supérieur à 1, les groupes R1, respectivement R2, R3, R4, R5 ou R6 peuvent être identiques ou différents.• q is an integer zero or not with p + m + q ≤ 6, and when n, m, p or q is greater than 1, the groups R 1 , respectively R 2 , R 3 , R 4 , R 5 or R 6 can be the same or different.
Les composés de type monohydroxyphényle ou dérivé (p = 1) sont capables de complexer le calcium dès lors que deux molécules voisines peuvent mettre à
contribution chacune leur groupe hydroxy.Compounds of the monohydroxyphenyl or derivative type (p = 1) are capable of complexing calcium as soon as two neighboring molecules can cause each contribute their hydroxy group.
Toutefois, compte tenu de l'encombrement stérique relatif que peuvent présenter les composés de formule (1), on préfère les silanes :However, taking into account the relative steric hindrance which the compounds of formula (1) can have, silanes are preferred:
- dérivés de poly-hydroxyphényle (p > 2), avantageusement avec au moins deux groupes hydroxyle portés par deux atomes de carbone benzéniques voisins- poly-hydroxyphenyl derivatives (p> 2), advantageously with at least two hydroxyl groups carried by two neighboring benzenic carbon atoms
(position relative ortho) ; ou(ortho relative position); or
- dérivés de carbonyl-hydroxyphényle ou amino-hydroxyphényle (p > 1 ; q > 1), avantageusement avec un hydroxyle et un carbonyle ou amino portés par deux atomes de carbone benzéniques voisins (position relative ortho). Ceci assure la présence des deux groupes complexants à bonne distance respective pour interagir avec le calcium.- Carbonyl-hydroxyphenyl or amino-hydroxyphenyl derivatives (p> 1; q> 1), advantageously with a hydroxyl and a carbonyl or amino carried by two neighboring benzenic carbon atoms (relative position ortho). This ensures the presence of the two complexing groups at a respective distance to interact with the calcium.
Parmi les composés de formule (1), on préfère donc particulièrement les composés de formule (2) ci-dessous :Among the compounds of formula (1), therefore, particular preference is given to the compounds of formula (2) below:
dans laquelle :in which :
• R7 = OR4 ou R6 , où R4 et R6 ont les significations précédentes,• R 7 = OR 4 or R 6 , where R 4 and R 6 have the previous meanings,
• r = 0 ou 1.• r = 0 or 1.
Parmi ces composés, on considère comme avantageux les composés de formule (3) et (4) ci-dessous :Among these compounds, the compounds of formula (3) and (4) below are considered to be advantageous:
Pour des raisons d'encombrement stérique, il est généralement préférable de choisir m = 1 dans les formules (1), (2), (3) ou (4). For reasons of steric hindrance, it is generally preferable to choose m = 1 in the formulas (1), (2), (3) or (4).
D'autre part, une bonne affinité du silane pour le fil de verre est obtenue avec n = 2 ou 3, de préférence 3, dans les formules (1), (2), (3) ou (4). Des exemples de signification des groupes R sont les suivants :On the other hand, a good affinity of the silane for the glass yarn is obtained with n = 2 or 3, preferably 3, in the formulas (1), (2), (3) or (4). Examples of the meaning of R groups are as follows:
• R1 peut être un groupe méthyle, éthyle, propyle, butyle, notamment n-butyle, acyle, formyle, phényle. On préfère les groupes méthyle, formyle, acyle, en raison de la rapidité de l'hydrolyse des groupes méthoxysilyle, formylσxysilyle ou acétoxysilyle correspondants en hydroxysilyles qui interagissent avec les hydroxyles de surface du verre ;• R 1 can be a methyl, ethyl, propyl, butyl group, in particular n-butyl, acyl, formyl, phenyl. The methyl, formyl and acyl groups are preferred because of the rapid hydrolysis of the corresponding methoxysilyl, formylσxysilyl or acetoxysilyl groups into hydroxysilyls which interact with the surface hydroxyls of the glass;
• R2 peut être avantageusement un groupe éthyle de 1 à 4 atomes de carbone, notamment un groupe méthyle ou éthyle ;• R 2 may advantageously be an ethyl group of 1 to 4 carbon atoms, in particular a methyl or ethyl group;
• R3 peut comporter avantageusement de 2 à 6 atomes de carbone, notamment de 2 à 4. Il peut s'agir notamment d'un radical alkylène en C2-C4, notamment éthylène -CH2-CH2-, propylène -CH2-CH2-CH2- :• R 3 may advantageously contain from 2 to 6 carbon atoms, in particular from 2 to 4. It may especially be a C2-C 4 alkylene radical, in particular ethylene -CH2-CH2-, propylene -CH 2 - CH 2 -CH 2 -:
• R4 peut être un groupe méthyle, éthyle, propyle, butyle, de préférence méthyle, ou bien un groupe -(CO)-R5 où R5 est, par exemple, un atome d'hydrogène, un groupe méthyle, éthyle ou un groupe méthoxy, éthoxy, propoxy, butoxy, isopropoxy.• R 4 may be a methyl, ethyl, propyl, butyl group, preferably methyl, or else a - (CO) -R 5 group where R 5 is, for example, a hydrogen atom, a methyl, ethyl group or a methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, isopropoxy group.
Un groupe -(CO)-R5 a pour effet de bloquer ou protéger le radical hydroxy sur lequel il est attaché, ce qui améliore la stabilité du silane phénolique au stockage. En effet, les groupes hydroxyles phénoliques peuvent avoir tendance à réagir avec le/les groupe(s) alcoxysilyle ou acyloxysilyle du silane par transestérif i cation avec risque de formation d'oligomères, qui augmenteraient la viscosité de la composition liquide dans laquelle on introduit le silane. Cet effet protecteur est particulièrement intéressant dans le cas des polyhydroxyphénylsilanes (R7=OR4 dans la formule 2).A group - (CO) -R 5 has the effect of blocking or protecting the hydroxy radical to which it is attached, which improves the stability of the phenolic silane during storage. Indeed, the phenolic hydroxyl groups may tend to react with the alkoxysilyl or acyloxysilyl group (s) of the silane by transesterification with the risk of formation of oligomers, which would increase the viscosity of the liquid composition into which the silane. This protective effect is particularly advantageous in the case of polyhydroxyphenylsilanes (R 7 = OR 4 in formula 2).
De préférence, dans un composé de formule (1) (2) ou (3) au moins un groupe R4 est un groupe -(CO)-R5.Preferably, in a compound of formula (1) (2) or (3) at least one group R 4 is a group - (CO) -R 5 .
En fonction de la cinétique de déblocage du groupe protecteur dans le milieu liquide de la composition d'ensimage, cette dernière peut renfermer à un instant donné Soit essentiellement du silane bloqué, soit essentiellement du silane débloqué, soit un mélange des deux en des proportions variables.
La réaction de déblocage génère comme sous-produits un acide R5COOH quandDepending on the kinetics of release of the protective group in the liquid medium of the sizing composition, the latter may contain at a given time Either essentially blocked silane, or essentially released silane, or a mixture of the two in variable proportions . The unblocking reaction generates R 5 COOH acid as by-products when
R5 est H ou un alkyle, ou COz et un alcool R5H quand R5 est un alcoxy.R 5 is H or alkyl, or CO z and an alcohol R 5 H when R 5 is alkoxy.
Il est avantageux de choisir R5 pour que ces sous-produits soit ne gênent pas la composition d'ensimage, soit s'éliminent de la composition à un stade quelconque de sa fabrication ou de son utilisation, par exemple par évaporation ou volatilisation.It is advantageous to choose R 5 so that these by-products either do not interfere with the sizing composition, or are eliminated from the composition at any stage of its manufacture or of its use, for example by evaporation or volatilization.
Certains groupes bloquants peuvent aussi être préférés parce qu'ils favorisent la solubilité du silane dans le milieu de la composition.Certain blocking groups may also be preferred because they promote the solubility of the silane in the medium of the composition.
A titre indicatif, le groupe protecteur formyle H-CO- (R5 = H) se débloque rapidement dans l'eau et son caractère hydrophile augmente la Solubilité du silane dans l'eau.As an indication, the H-CO- formyl protecting group (R 5 = H) is rapidly unblocked in water and its hydrophilic nature increases the solubility of silane in water.
Un autre groupe protecteur préféré est le groupe acétyle CH3-CO- (R5 = CH3).Another preferred protective group is the acetyl group CH3-CO- (R 5 = CH3).
Une classe de silanes intéressants est ainsi formée de ceux répondant à la formule (3') ci-dessous :A class of interesting silanes is thus formed of those corresponding to the formula (3 ') below:
dans laquelle :in which :
• R1, R2, R3, R4, R5 ont la signification indiquée plus haut,• R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 have the meaning indicated above,
• R8 est un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle linéaire ou ramifié de 1 à 4 atomes de carbone, notamment méthyle ou éthyle, r = 0 ou 1, de préférence 0.• R 8 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group of 1 to 4 carbon atoms, in particular methyl or ethyl, r = 0 or 1, preferably 0.
On préfère tout particulièrement un groupe méthyle pour R8, car le groupe méthoxy substituant le cycle aromatique augmente la solubilité dans l'eau du silane.Particularly preferred is a methyl group for R 8 , since the methoxy group substituting the aromatic ring increases the water solubility of the silane.
On préfère que tous les groupes hydroxyle ou dérivés substituant le noyau benzenique soient portés par des atomes de carbone voisins, notamment suivant la formule (3") ci-dessous :
It is preferred that all the hydroxyl groups or derivatives substituting the benzenic ring are carried by neighboring carbon atoms, in particular according to the formula (3 ") below:
où R4 est, de préférence, un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle.where R 4 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
Très avantageusement, la chaîne R3 est en position para par rapport au groupe -O-CO-R5.Very advantageously, the chain R 3 is in the para position relative to the group -O-CO-R 5 .
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la composition comprend au moins un silane de formule (3") dans laquelle R3 est en para de -O(CO)R5 et R1 = R5 = R8 = CH3 , n = 3 , R3 = -(CH2)3- , q = 0 , à savoir le 3-(4-acétoxy-3-méthoxyphényl) propyl-triméthoxysilaneAccording to a preferred embodiment of the invention, the composition comprises at least one silane of formula (3 ") in which R 3 is para -O (CO) R 5 and R 1 = R 5 = R 8 = CH 3 , n = 3, R 3 = - (CH 2 ) 3 -, q = 0, i.e. 3- (4-acetoxy-3-methoxyphenyl) propyl-trimethoxysilane
Une autre classe de Silanes intéressants est formée de ceux répondant à la formule (4) ci-dessous :Another class of interesting Silanes is formed by those corresponding to formula (4) below:
dans laquelle R1, R2, R3, R4, R8 ont les significations précédentes.in which R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 8 have the above meanings.
Dans cette classe, la chaîne R3 est très avantageusement en para par rapport à OR8, et r est de préférence égal à zéro.In this class, the chain R 3 is very advantageously in para with respect to OR 8 , and r is preferably equal to zero.
On préfère les composés de formule (4") ci-dessous :
The compounds of formula (4 ") below are preferred:
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la composition comprend au moins un silane de formule (4") dans laquelle R1 = CH3 , n = 3 , R3 = -(CH2)3- , R8 = H , à savoir le 3-(4-hydroxy-3-carbonylphényl) propyl-triméthoxysilaneAccording to a preferred embodiment of the invention, the composition comprises at least one silane of formula (4 ") in which R 1 = CH 3 , n = 3, R 3 = - (CH 2 ) 3-, R 8 = H, i.e. 3- (4-hydroxy-3-carbonylphenyl) propyl-trimethoxysilane
De manière générale, une composition d'ensimage comprend des matières dites actives dans un véhicule liquide, généralement à base d'eau.In general, a sizing composition comprises so-called active materials in a liquid vehicle, generally based on water.
La composition comprend généralement de l'ordre de 70 à 98%, notamment 80 à 95%, en poids de véhicule aqueux, et se présente sous forme d'une dispersion, suspension, émulsion, ou mélange d'émulsion(s) et/ou de suspension(s), ou d'une solution. Parmi les matières actives, la matière prépondérante est un agent collant ou un système d'agents collants pour un total de l'ordre de 50 à 75% en poids de l'extrait sec de la composition.The composition generally comprises around 70 to 98%, especially 80 to 95%, by weight of aqueous vehicle, and is in the form of a dispersion, suspension, emulsion, or mixture of emulsion (s) and / or suspension (s), or solution. Among the active materials, the predominant material is a tackifier or a system of tackifiers for a total of about 50 to 75% by weight of the dry extract of the composition.
Un agent collant est destiné à assurer la liaison des filaments entre eux au sein des fils : il s'agit généralement de substances de type polymère ou prépolymère généralement réticulable. A titre d'exemple, on peut citer des collants :A tackifier is intended to ensure the bonding of the filaments with one another within the threads: these are generally substances of the polymer or prepolymer type which are generally crosslinkable. As an example, we can mention tights:
- à base de résine époxy, notamment un dérivé époxydé de bisphénol, résine époxyphénol novolaque, phénylglycidyléther, ou- based on epoxy resin, in particular an epoxidized derivative of bisphenol, epoxyphenol novolak resin, phenylglycidylether, or
- à fonction polyester notamment à base de polyacétate de vinyle, par exemple un polyacétate de vinyle réticulable contenant des motifs N méthylolacrylamide, ou
bien à base d'un copolymère d'acétate de vinyle et d'une oléfine telle que l'éthylène, ou encore à base d'un mélange de polyacétate de vinyle et d'un autre polyester à dérivé d'anhydride maléique et d'éthylèneglycol.- having a polyester function, in particular based on polyvinyl acetate, for example a crosslinkable polyvinyl acetate containing N methylolacrylamide units, or based on a copolymer of vinyl acetate and an olefin such as ethylene, or else based on a mixture of polyvinyl acetate and another polyester derived from maleic anhydride and ethylene glycol.
Le taux de silane(s) répondant à la définition de l'invention au sein de la composition d'ensimage est généralement de l'ordre de 2 à 20% en poids de l'extrait sec, avantageusement de 4 à 18%, de préférence de 6 à 16%, l'amélioration des propriétés mécaniques après vieillissement des composites augmentant généralement avec ces taux. Au voisinage du taux limite de 20%>, le coût de la composition devient très important sans amélioration notable des propriétés. Outre au moins un silane tel que précédemment mentionné, la composition d'ensimage selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs autres silanes jouant généralement le rôle d'agents de couplage, notamment un ou des silanes couramment utilisés dans les ensimages tels que le gamma méthacryloxypropyltriméthoxy silane, le gamma glγcidoxypropyltriméthoxy silane, le (N-benzyΙaminoéthyl)aminopropyl- triméthoxysilane etc...., ce ou ces silanes pouvant contribuer au couplage entre les fils de verre et la matière renforcée. Dans ce cas, le taux du ou des silanes autres que le silane défini selon l'invention peut être généralement de l'ordre de 5 à 107o en poids et, de préférence 1 à 5 % en poids de l'extrait Sec de la composition selon l'invention, le taux maximal de silaneis), tous silanes confondus, n'excédant pas 25% en poids de l'extrait sec de la composition selon l'invention. La composition d'ensimage peut également comprendre d'autres agents de couplage tels que des titanates, zirconates, etc. ou des composés organiques facilitant le couplage des fils de verre à certaines matières organiques.The level of silane (s) meeting the definition of the invention in the sizing composition is generally of the order of 2 to 20% by weight of the dry extract, advantageously from 4 to 18%, preferably from 6 to 16%, the improvement in mechanical properties after aging of the composites generally increasing with these rates. In the vicinity of the limit rate of 20%>, the cost of the composition becomes very large without significant improvement in the properties. In addition to at least one silane as previously mentioned, the sizing composition according to the invention can comprise one or more other silanes generally playing the role of coupling agents, in particular one or more silanes commonly used in sizing such as gamma methacryloxypropyltrimethoxy silane, gamma glγcidoxypropyltrimethoxy silane, (N-benzyΙaminoethyl) aminopropyl-trimethoxysilane etc ...., this or these silanes being able to contribute to the coupling between the glass strands and the reinforced material. In this case, the level of the silane (s) other than the silane defined according to the invention may generally be of the order of 5 to 107% by weight and, preferably 1 to 5% by weight of the dry extract of the composition. according to the invention, the maximum level of silaneis), all silanes combined, not exceeding 25% by weight of the dry extract of the composition according to the invention. The sizing composition can also comprise other coupling agents such as titanates, zirconates, etc. or organic compounds facilitating the coupling of glass strands to certain organic materials.
Outre les composants précédemment mentionnés, la composition selon l'invention peut également comprendre d'autres composants, notamment des composants couramment utilisés dans les compositions d'ensimage tels que des agents lubrifiants, ou encore un ou des agents f ilmogèneS, agent textile, agent antistatique, agent émulsifiant, agent tensioactif, agent mouillant, etc., la proportion de ces agents étant préférentiel lement inférieure à 30% en poids de l'extrait sec de la composition. Dans la plupart des cas, la composition comprend au moins un agent lubrifiant, par exemple un ester d'acide gras ou un dérivé d'alcool gras, la proportion
d'agent lubrifiant étant de préférence d'au moins 5% en poids de l'extrait sec de la composition. La composition peut également comprendre un agent hydrophobe destiné à maintenir le degré d'humidité d'une matière cimentaire hydratée autour des fils de verre pour une bonne imprégnation de ceux-ci. La composition d'ensimage peut être obtenue en mélangeant directement tous les composants ou en ajoutant les composants en plusieurs étapes. Généralement le silane peut être ajouté à la composition sous forme hydrolyse, dans un alcool par exemple du méthanol éventuellement en mélange avec de l'eau. Il peut aussi être mélangé à un agent collant en émulsion ou en dispersion. Après mélange des composants, un véhicule liquide généralement aqueux est ajouté au mélange afin d'obtenir la composition et les propriétés désirées.In addition to the components mentioned above, the composition according to the invention may also comprise other components, in particular components commonly used in sizing compositions such as lubricating agents, or even one or more film-forming agents, textile agent, agent antistatic, emulsifying agent, surfactant, wetting agent, etc., the proportion of these agents preferably being less than 30% by weight of the dry extract of the composition. In most cases, the composition comprises at least one lubricating agent, for example a fatty acid ester or a fatty alcohol derivative, the proportion of lubricating agent preferably being at least 5% by weight of the dry extract of the composition. The composition can also comprise a hydrophobic agent intended to maintain the degree of humidity of a hydrated cementitious material around the glass strands for a good impregnation thereof. The sizing composition can be obtained by directly mixing all the components or by adding the components in several stages. Generally, the silane can be added to the composition in hydrolysis form, in an alcohol, for example methanol, optionally mixed with water. It can also be mixed with a tackifier in emulsion or in dispersion. After the components have been mixed, a generally aqueous liquid vehicle is added to the mixture in order to obtain the desired composition and properties.
L'invention a également pour objet des fils de verre revêtus d'une composition d'ensimage telle que décrite précédemment.The subject of the invention is also glass strands coated with a sizing composition as described above.
La composition est généralement déposée sur les filaments de verre avant leur rassemblement en fils au stade de la fabrication de ceux-ci.The composition is generally deposited on the glass filaments before they are gathered into son at the stage of manufacture of the latter.
De façon générale, la fabrication des fils de verre selon l'invention se fait de la façon suivante : des filets de verre fondu sont étirés mécaniquement sous la forme d'une ou plusieurs nappes de filaments continus à partir des orifices d'une ou plusieurs filières, puis les filaments sont revêtus de la composition d'ensimage selon l'invention avant d'être rassemblés en un ou plusieurs fils. Ces fils peuvent ensuite être bobinés sur des supports en rotation avant de subir d'autres opérations (extraction en vue d'une coupe indirecte, tissage...), être répartis sur des convoyeurs en mouvement ou encore être coupés après formation par l'organe servant à les étirer (coupe directe sous filière). La présentation des fils varie ainsi en fonction de l'application envisagée. Les fils de verre selon l'invention peuvent notamment se présenter sous forme d'enroulements de fils continus (stratifils, gâteaux, cops...), sous forme de fils coupés, de mats (nappes de fils continus entremêlés), de tresses, de rubans, de réseaux, etc. ces différents fils étant généralement composés de filaments de diamètre compris entre 5 et 24 μm. Les fils de verre selon l'invention sont principalement destinés à être exposés à des milieux corrosifs, tels que des matières cimentaires hydratées. A cet égard, les
fils sont avantageusement obtenus à partir d'un verre dit alcali-résistant, qui renferme généralement de l'oxyde de zirconium Zr02.In general, the production of the glass strands according to the invention is carried out in the following manner: molten glass filaments are drawn mechanically in the form of one or more plies of continuous filaments from the orifices of one or more dies, then the filaments are coated with the sizing composition according to the invention before being gathered into one or more threads. These threads can then be wound on rotating supports before undergoing other operations (extraction for indirect cutting, weaving, etc.), be distributed on moving conveyors or even be cut after formation by the organ used to stretch them (direct cut under die). The presentation of the wires thus varies depending on the application envisaged. The glass strands according to the invention may in particular be in the form of windings of continuous strands (rovings, cakes, cans, etc.), in the form of cut strands, of mats (layers of intermingled continuous strands), of braids, ribbons, networks, etc. these different threads generally being composed of filaments with a diameter between 5 and 24 μm. The glass strands according to the invention are mainly intended to be exposed to corrosive media, such as hydrated cementitious materials. In this regard, the wires are advantageously obtained from a so-called alkali-resistant glass, which generally contains zirconium oxide Zr0 2 .
Ces fils peuvent être choisis parmi tous les fils de verre alcali-résistant existants (tels que ceux décrits dans les brevets GB 1 290 528, US 4 345 037, US 4 036 654, US 4 014 705, US 3 859 106, etc.) et comprennent de préférence au moins 5% en moles de ZrO2. Selon un mode de réalisation de l'invention, le verre constitutif des fils comprend Si02, Zr02 et au moins un oxyde alcalin, de préférence N zO, comme principaux constituants.These strands can be chosen from all the existing alkali-resistant glass strands (such as those described in patents GB 1,290,528, US 4,345,037, US 4,036,654, US 4,014,705, US 3,859,106, etc. ) and preferably comprise at least 5 mol% of ZrO 2 . According to one embodiment of the invention, the glass constituting the wires comprises Si0 2 , Zr0 2 and at least one alkaline oxide, preferably N zO, as main constituents.
Une composition de verre alcali-résistant particulièrement utilisée pour réaliser les fils de verre elon l'invention est la composition décrite dans le brevet GB 1 290 528, composée principalement des composants suivants dans les proportions exprimées en pourcentages molaires : 62-75% SiO2 ; 7-11% ZrO2 ; 13-21% R2O ; 1- 10% R'O ; 0-4% Al203 ; 0-6% B203 ; 0-5% Fe203 ; 0-2% CaF2 ; 0-4% Ti02 ; R20 représentant un ou des oxyde(s) alcalin(s), de préférence Na20 et, éventuellement (jusqu'à 2%) Li2O, et R'O étant un ou des composants choisis parmi les oxydes alcalino-terreux ZnO et MnO.An alkali-resistant glass composition particularly used to make glass strands according to the invention is the composition described in patent GB 1,290,528, composed mainly of the following components in the proportions expressed in molar percentages: 62-75% SiO 2 ; 7-11% ZrO 2 ; 13-21% R 2 O; 1- 10% R'O; 0-4% Al 2 0 3 ; 0-6% B 2 0 3 ; 0-5% Fe 2 0 3 ; 0-2% CaF 2 ; 0-4% Ti0 2 ; R 2 0 representing one or more alkali metal oxide (s), preferably Na 2 0 and, optionally (up to 2%) Li 2 O, and R'O being one or more components chosen from alkali metal oxides earthy ZnO and MnO.
La quantité d'ensimage déposée sur les fils de verre, également nommée perte au feu, est préférentiellement comprise entre 0,2 et 4% en poids des fils, notamment de l'ordre de 0,5 à 3%, notamment de 1 à 2,5%. Les fils selon l'invention peuvent être utilisés pour réaliser des composites à base de matières cimentaires (ciment, béton, mortier, gypse, laitier, composés formés par réaction de chaux, de silice et d'eau...). Les fils confèrent des propriétés mécaniques après vieillissement améliorées, notamment en ce qui concerne la ductilité des composites. Les fils sont également adaptés à la réalisation de composites par projection dans un moule ouvert.The quantity of size deposited on the glass strands, also called loss on ignition, is preferably between 0.2 and 4% by weight of the strands, in particular of the order of 0.5 to 3%, in particular of 1 to 2.5%. The wires according to the invention can be used to make composites based on cementitious materials (cement, concrete, mortar, gypsum, slag, compounds formed by the reaction of lime, silica and water, etc.). The strands confer improved mechanical properties after aging, in particular as regards the ductility of the composites. The wires are also suitable for making composites by spraying into an open mold.
Ces applications sont aussi des objets de l'invention.These applications are also objects of the invention.
D'autres aspects caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description des exemples illustratifs suivants.Other characteristic and advantageous aspects of the invention will appear from the description of the following illustrative examples.
Les exemples suivants font appel à des tests de mise en œuvre du fil de verre et des tests mécaniques sur un composite qui sont décrits ci-après de façon commune.
1) Aptitude à la projection :The following examples use glass wire implementation tests and mechanical tests on a composite which are described below in common. 1) Suitability for projection:
La technique de la projection utilise un équipement dans lequel un fil de verre continu enroulé sur une bobine (roving) est guidé par l'intermédiaire d'embarrages (anneaux) vers un coupeur pour une coupe en continu ; en sortie du coupeur, le fil coupé est envoyé dans une buse de projection où il est mêlé à un flux de ciment hydraté ; la buse projette simultanément les fibres et le ciment sur la surface d'un moule ouvert. Au cours de ces étapes, il peut apparaître de la bourre et la formation de dépôts collants lors du passage du fil dans les embarrages, dues au frottement du fil sur ces derniers qui casse de petits filaments du fil ou qui dépose une partie de l'ensimage sur les anneaux. D'autre part, en sortie du pistolet de projection le fil coupé peut perdre de son intégrité en formant des peluches qui sont moins efficaces qu'un fil intègre en renfort dans un composite.The technique of projection uses an equipment in which a continuous glass wire wound on a reel (roving) is guided by means of fixings (rings) towards a cutter for a continuous cut; at the outlet of the cutter, the cut wire is sent to a projection nozzle where it is mixed with a flow of hydrated cement; the nozzle simultaneously projects the fibers and the cement onto the surface of an open mold. During these stages, it can appear from the flock and the formation of sticky deposits during the passage of the wire in the tie-downs, due to the friction of the wire on the latter which breaks small filaments of the wire or which deposits part of the sizing on the rings. On the other hand, at the outlet of the spray gun, the cut wire can lose its integrity by forming lint which is less effective than a wire incorporated as reinforcement in a composite.
Dans le test d'aptitude à la projection, on fait passer du fil à sec sans ciment dans le dispositif et on évalue visuellement les trois critères bourre, dépôt collant, intégrité. En donnant un + à chaque critère satisfaisant et un - dans le cas contraire, la note peut varier comme suit :In the projection aptitude test, dry wire without cement is passed through the device and a visual assessment is made of the three criteria of flock, sticky deposit, integrity. By giving a + to each satisfactory criterion and a - if not, the score can vary as follows:
— très mauvais ; - mauvais ; + bon ; +++ très bon.- very bad ; - bad ; + good; +++ very good.
2) Résistance en traction d'un fil dans le ciment :2) Tensile strength of a wire in cement:
Ce test consiste à noyer un fil de verre dans un cube de ciment composé de : 75 parties en poids de CPA 52.5 : 25 parties en poids de sable ; 32 parties en poids d'eau.This test consists in drowning a glass wire in a cube of cement composed of: 75 parts by weight of CPA 52.5: 25 parts by weight of sand; 32 parts by weight of water.
Le cube est soumis à des conditions de mûrissement et de vieillissement de 4 jours dans de l'eau chaude à 80°C.The cube is subjected to ripening and aging conditions for 4 days in hot water at 80 ° C.
On mesure ensuite la contrainte à la rupture du fil en traction. Le résultat de la mesure est conventionnel lement nommé « Contrainte SIC » (Strand In Cernent) exprimée en MPa.The stress at break of the wire in tension is then measured. The measurement result is conventionally known as “Strand In Cernent” expressed in MPa.
Cette mesure est principalement sensible à l'attaque alcaline du verre par le ciment, et l'est beaucoup moins à la cémentation (précipitation de cristaux deThis measurement is mainly sensitive to the alkaline attack of glass by the cement, and is much less sensitive to carburizing (precipitation of crystals of
Ca(OH)2 dans la matrice). Dans le cadre des exemples selon l'invention, cette mesure permet de vérifier si l'additif compromet ou pas la fonction protectrice de la gaine d'ensimage entourant les filaments de verre.
3) Résistance en flexion de produits plans :Ca (OH) 2 in the matrix). In the context of the examples according to the invention, this measurement makes it possible to verify whether or not the additive compromises the protective function of the sizing sheath surrounding the glass filaments. 3) Flexural strength of flat products:
Ces produits sont fabriqués par projection Simultanée de fil de verre coupé et de ciment à raison de 5% en poids de fibres de verre, par rapport au poids total du composite . Les plaques ainsi fabriquées sont entreposées pendant une période de mûrissement de 28 jours, puis sont découpées en eprouvettes soumises à un test de flexion 4 points (norme EN 1170-5).These products are produced by simultaneous projection of cut glass wire and cement at a rate of 5% by weight of glass fibers, relative to the total weight of the composite. The sheets thus produced are stored for a ripening period of 28 days, then are cut into test pieces subjected to a 4-point bending test (standard EN 1170-5).
On mesure la contrainte à rupture (MOR) et l'allongement à rupture (SMOR) après différentes échéances de vieillissement accéléré (14 et 28 jours à 60°C ou 28 et 56 jours à 50°C).The breaking stress (MOR) and the elongation at break (S M OR) are measured after different accelerated aging deadlines (14 and 28 days at 60 ° C or 28 and 56 days at 50 ° C).
L'allongement à la rupture est représentatif de la ductilité du composite très sensible à la cémentation et, par conséquent, de l'efficacité de l'additif complexant. EXEMPLE 1The elongation at break is representative of the ductility of the composite, which is very sensitive to cementation and, consequently, of the effectiveness of the complexing additive. EXAMPLE 1
Dans cet exemple, des filaments de verre de 14 μm de diamètre sont obtenus par étirage de filets de verre fondu, ce verre étant un verre alcali-résistant de composition suivante exprimée en pourcentages pondéraux :In this example, glass filaments of 14 μm in diameter are obtained by drawing filaments of molten glass, this glass being an alkali-resistant glass of the following composition expressed in percentages by weight:
SiO2 61,6%SiO 2 61.6%
Al2O3 0,9%Al 2 O 3 0.9%
ZrO2 16,8% CaO 5,4%ZrO 2 16.8% CaO 5.4%
Na2O 14,7%Na 2 O 14.7%
K2O 0,3%K 2 O 0.3%
Fe2O3 0,05%Fe 2 O 3 0.05%
Fluor 0,26% TiO2 0,1%Fluor 0.26% TiO 2 0.1%
S03 0,05%S0 3 0.05%
Ces filaments Sont revêtus, pendant leur trajet avant rassemblement en fils, d'une composition d'ensimage comprenant (en pourcentages en poids de matière Sèche) :
• agent collant :These filaments are coated, during their journey before gathering into threads, with a sizing composition comprising (in percentages by weight of dry matter): • tackifier:
- polyacétate de vinyle réticulable par motifs N méthylolacrylamide 66% commercialisé sous la référence Vinamul 8828 par la société TNAMULpolyvinyl acetate crosslinkable by N methylolacrylamide units 66% sold under the reference Vinamul 8828 by the company TNAMUL
- polyester dérivé d'anhydride maléique et d'éthylène glycol 7,3% commercialisé sous la référence Neoxil 966 D par la société DS ITALIA- polyester derived from maleic anhydride and ethylene glycol 7.3% sold under the reference Neoxil 966 D by the company DS ITALIA
• additif anti-cémentation• anti-carburizing additive
3-(4-acétoxy3-méthoxy phenyl) prσpyltriméthoxysilane 15% commercialisé par la société WITCO3- (4-acetoxy3-methoxy phenyl) prσpyltrimethoxysilane 15% sold by the company WITCO
• additif hydrophobe fluoré 3,2% • lubrifiant : paraffine 6,4%• fluorinated hydrophobic additive 3.2% • lubricant: paraffin 6.4%
• agent de couplage :• coupling agent:
(N benzylaminoéthyl)aminopropyltriméthoxysilane 2,67o commercialisé sous forme d'un chlorhydrate en solution dans du méthanol sous la référence Silquest A 1128 par la société WITCO La composition d'ensimage est déposée Sur le fil de verre avec une perte au feu de l'ordre de 2%.(N benzylaminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane 2.67o sold in the form of a hydrochloride solution in methanol under the reference Silquest A 1128 by the company WITCO The sizing composition is deposited on the glass wire with a loss on ignition of the around 2%.
Soumis aux tests 1) à 3) explicités plus haut, le fil démontre des propriétés consignées dans le tableau 1.Subject to tests 1) to 3) explained above, the wire demonstrates the properties listed in table 1.
Pour le test 3), le fil a été mis en œuvre dans un ciment composé de : 100 parties en poids de CPA 52,5 ; 100 parties en poids de sable ; 1,8 parties de fluidifiant ; 36 parties en poids d'eau (rapport eau/ciment = 0,36). EXEMPLE 2For test 3), the wire was used in a cement composed of: 100 parts by weight of CPA 52.5; 100 parts by weight of sand; 1.8 parts of plasticizer; 36 parts by weight of water (water / cement ratio = 0.36). EXAMPLE 2
Cet exemple illustre les propriétés d'un fil dont l'ensimage contient un autre additif de type silane complexant le calcium. La composition d'ensimage est la même que celle de l'exemple 1, hormis que l'on remplace le 3-(4-acétoxγ3-méthoxy phenyl) propyltriméthoxysilane par du 3-(4-hydroxy-3-carbonylphényl) propyl-triméthoxysilane également commercialisé par la Société WITCO.This example illustrates the properties of a wire, the size of which contains another additive of the silane type complexing calcium. The sizing composition is the same as that of Example 1, except that the 3- (4-acetoxγ3-methoxy phenyl) propyltrimethoxysilane is replaced by 3- (4-hydroxy-3-carbonylphenyl) propyl-trimethoxysilane also marketed by WITCO.
La composition d'ensimage est déposée sur le fil de verre avec une perte au feu de l'ordre de 2% et les propriétés du fil soumis aux tests 1) à 3) sont présentées au tableau 1.
Afin de déterminer l'efficacité des additifs silane utilisés, on réalise deux exemples comparatifs. EXEMPLE COMPARATIF 1The sizing composition is deposited on the glass wire with a loss on ignition of the order of 2% and the properties of the wire subjected to tests 1) to 3) are presented in Table 1. In order to determine the effectiveness of the silane additives used, two comparative examples are produced. COMPARATIVE EXAMPLE 1
Cet exemple illustre les propriétés d'un fil dont l'ensimage ne contient pas d'additif complexant le calcium.This example illustrates the properties of a wire whose size does not contain any calcium complexing additive.
Dans l'exemple 1, on modifie donc la composition d'ensimage de la façon suivante :In example 1, the size composition is therefore modified as follows:
• agent collant :• tackifier:
-polyacétate de vinyle réticulable par motifs N méthylolacrylamide 70,8% Vinamul 8828-polyvinyl acetate crosslinkable by N methylolacrylamide units 70.8% Vinamul 8828
- plastifiant mélange 50/50 diéthylèneglycol dibenzoate 14% dipropylèneglycol dibenzoate- plasticizer mixture 50/50 diethylene glycol dibenzoate 14% dipropylene glycol dibenzoate
- polyester Neoxil 966 D 3,5%- polyester Neoxil 966 D 3.5%
• additif hydrophobe fluoré 1,4% • lubrifiant : paraffine 7,6%• hydrophobic fluorinated additive 1.4% • lubricant: paraffin 7.6%
• agent de couplage :• coupling agent:
- (N benzylaminoéthyl)aminopropyltriméthoxysilane 2,6% Silquest A 1128- (N benzylaminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane 2.6% Silquest A 1128
EXEMPLE COMPARATIF 2 Cet exemple comparatif illustre les propriétés d'un fil dont l'ensimage contient un additif complexant le calcium qui n'est pas un silane, mais de l'ester gallique.COMPARATIVE EXAMPLE 2 This comparative example illustrates the properties of a yarn whose size contains a calcium complexing additive which is not a silane but a gallic ester.
Dans l'exemple 1, on modifie la composition d'ensimage de la façon suivante :In Example 1, the size composition is modified as follows:
• agent collant :• tackifier:
-polyacétate de vinyle réticulable par motifs N méthylolacrylamide 61,4% Vinamul 8828-polyvinyl acetate crosslinkable by N methylolacrylamide units 61.4% Vinamul 8828
- plastifiant : mélange 50/50 diéthylèneglycol dibenzoate 11,1% dipropylèneglycol dibenzoate- plasticizer: 50/50 mixture of diethylene glycol dibenzoate 11.1% dipropylene glycol dibenzoate
- polyester anhydride maléique-éthylène glycol Neoxil 966 D 2,7%- polyester maleic anhydride-ethylene glycol Neoxil 966 D 2.7%
• ester gallique 14% • additif hydrophobe fluoré 1,3%• gallic ester 14% • hydrophobic fluorinated additive 1.3%
• lubrifiant : paraffine 7,2%
agent de couplage : (N benzylam inoéthy l)am inopropy Itr iméthoxysi fane 2,3% Silquest A 1128• lubricant: paraffin 7.2% coupling agent: (N benzylam inoethy l) am inopropy Itr imethoxysi fane 2.3% Silquest A 1128
TABLEAU 1TABLE 1
Ces résultats montrent que les additifs utilisés dans l'exemple 1 et 2 selon l'invention a un impact favorable sur le maintien des propriétés mécaniques du composite ciment-verre après vieillissement. La résistance mécanique (MOR) est ainsi améliorée, mais c'est surtout la ductilité des composites qui est affectée (amélioration de 40 à 50% pour un temps court de vieillissement) par rapport à l'exemple comparatif 1. These results show that the additives used in Example 1 and 2 according to the invention have a favorable impact on the maintenance of the mechanical properties of the cement-glass composite after aging. The mechanical resistance (MOR) is thus improved, but it is especially the ductility of the composites which is affected (improvement of 40 to 50% for a short aging time) compared to Comparative Example 1.
Par rapport à l'exemple comparatif 2 qui utilise un additif anti-cémentation, on note un léger gain de résistance mécanique, mais surtout l'aptitude à la projection est nettement améliorée. Ceci montre que les additifs utilisés selon l'invention perturbe moins l'intégrité et la maniabilité du fil que l'additif de référence. EXEMPLE 3Compared to Comparative Example 2, which uses an anti-carburizing additive, there is a slight gain in mechanical strength, but above all the ability to project is clearly improved. This shows that the additives used according to the invention disturb the integrity and the workability of the wire less than the reference additive. EXAMPLE 3
On reproduit l'exemple 1 en abaissant la teneur en silane complexant le calcium, à 6,5% en poids sec de l'ensimage.Example 1 is reproduced by lowering the calcium complexing silane content to 6.5% by dry weight of the size.
La composition est employée avec une perte au feu, également plus faible, de 1,7%. Les résultats sont consignés dans le tableau 2 où sont rappelés les résultats de l'exemple 1.
EXEMPLE 4The composition is used with a loss on ignition, also lower, of 1.7%. The results are recorded in Table 2 where the results of Example 1 are recalled. EXAMPLE 4
Dans cet exemple, on utilise une composition d'ensimage avec un agent collant modifié. La composition est donc comme suit :In this example, a sizing composition is used with a modified tackifier. The composition is therefore as follows:
• agent collant :• tackifier:
-polyacétate de vinyle réticulable par motifs N méthylolacrylamide 64.5%-polyvinyl acetate crosslinkable by N methylolacrylamide units 64.5%
Vinamul 8828Vinamul 8828
- copolymère acétate de vinyle-éthylène 16.5% commercialisé sous la référence Mo ilith DM 105 par la société Clariant- 16.5% vinyl acetate-ethylene copolymer sold under the reference Mo ilith DM 105 by the company Clariant
• 3-(4-acétoxy3-méthoxy phenyl) propyltriméthoxysilane 8% commercialisé par la société WITCO• 3- (4-acetoxy3-methoxy phenyl) propyltrimethoxysilane 8% sold by the company WITCO
• additif hydrophobe fluoré 1.3%• hydrophobic fluorinated additive 1.3%
• lubrifiant : paraffine 7.2%• lubricant: paraffin 7.2%
• agent de couplage :• coupling agent:
(N benzylaminoéthyl)aminopropyltriméthoxysilane 2.3% Silquest A 1128(N benzylaminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane 2.3% Silquest A 1128
Les résultats sont aussi présentés au tableau 2.The results are also presented in Table 2.
TABLEAU 2TABLE 2
Il ressort de cette comparaison que les propriétés du fil sont toujours bonnes eu égard à l'aptitude à la projection et que les propriétés mécaniques restent bonnes malgré la réduction du taux de silane.It appears from this comparison that the properties of the wire are always good with regard to the sprayability and that the mechanical properties remain good despite the reduction in the silane content.
La modification de l'agent collant par substitution du polyester par un copolymère acétate de vinyle ethyléné conduit en outre à une augmentation
significative de la ductilité, y compris après des temps de vieillissement longs. On peut supposer que cela est dû au fait que le polymère lui-même résiste mieux à l'hydrolyse par le milieu alcalin du ciment lorsqu'il est partiellement substitué par des groupements éthylénés. EXEMPLE 5The modification of the tackifier by substitution of the polyester with an ethylene vinyl acetate copolymer also leads to an increase. significant ductility, even after long aging times. It can be assumed that this is due to the fact that the polymer itself is more resistant to hydrolysis by the alkaline medium of the cement when it is partially substituted by ethylenic groups. EXAMPLE 5
Le fil de l'exemple 1 est soumis au test de résistance mécanique 3) dans une matrice de ciment modifiée par l'adjonction de pouzzolane, qui est un additif du ciment connu pour réagir avec le calcium en Solution et empêcher la précipitation d'hydroxyde de sodium. La composition de ce ciment est la suivante : 100 parties en poids de cimentThe wire of example 1 is subjected to the mechanical resistance test 3) in a cement matrix modified by the addition of pozzolan, which is an additive of cement known to react with calcium in Solution and prevent the precipitation of hydroxide sodium. The composition of this cement is as follows: 100 parts by weight of cement
CPA 52,5 ; 100 parties en poids de sable ; 25 parties en poids de métakaolin ECC 501 ; 2 parties en poids de fluidifiant ; 36,5 parties en poids d'eau. EXEMPLE 6CPA 52.5; 100 parts by weight of sand; 25 parts by weight of metakaolin ECC 501; 2 parts by weight of plasticizer; 36.5 parts by weight of water. EXAMPLE 6
On teste cette fois le fil de l'exemple 4 dans la matrice cimentaire de l'exemple 5.This time, the wire of Example 4 is tested in the cement matrix of Example 5.
EXEMPLE COMPARATIF 3COMPARATIVE EXAMPLE 3
On teste le fil de l'exemple comparatif 1 dans la matrice cimentaire de l'exemple 5.The thread of Comparative Example 1 is tested in the cement matrix of Example 5.
Les résultats figurent au tableau 3 ci-dessous. TABLEAU 3The results are shown in Table 3 below. TABLE 3
Ces résultats montrent que même dans une matrice adaptée pour améliorer les propriétés mécaniques du composite (comme le met en évidence la comparaison des exemples comparatifs 1 et 3), l'additif silane complexant utilisé selon l'invention apporte une amélioration supplémentaire en garantissant une tenue excellente des
propriétés mécaniques dans le temps (en particulier la ductilité pour des temps de vieillissement longs).
These results show that even in a matrix adapted to improve the mechanical properties of the composite (as demonstrated by the comparison of Comparative Examples 1 and 3), the complexing silane additive used according to the invention brings an additional improvement by guaranteeing a resistance excellent mechanical properties over time (in particular the ductility for long aging times).