Quelle colle utiliser pour un bon collage ?

Devant la multitude de colles mis à notre disposition, est ce que mon collage va tenir dans le temps ?

Pour vous permettre de faire le bon choix dans le rayon droguerie, nous allons passer en revue tous les types de colles et leurs caractéristiques techniques. Vous allez devenir incollable sur le sujet !

Le collage est un procédé assez ancien qui permet de maintenir ensemble deux matériaux semblables ou différents au moyen d’une substance adhésive. Les premiers adhésifs étaient des matières premières animales et végétales, comme la colle d’os, de caséine, ainsi que de goudron, de poix, de cires, etc.

Au début du 20ième siècle sont apparues les colles à base de cellulose. Ensuite la chimie fera des progrès constants dans la création de colles synthétiques pour s’adapter aux processus industriels.

Pour créer la liaison durable entre des objets, une fois que la colle est appliquée, des atomes du matériau et des atomes de la colle vont se partager des électrons, créant ainsi un lien très solide.

Certaines colles vont détruire la surface du support pour effectuer cet échange d’électrons.

Pour des familles de colles, la liaison se fait non pas par échange mutuel d’électrons, mais seulement par les atomes du matériau qui vont donner des électrons à la colle. Les atomes changent alors de polarité, devenant pour l’un des ions positifs et pour l’autre des ions négatifs. Le plus attirant le moins, la liaison devient rigide et solide. C’est le cas des colles à bois vinyliques.

Le principe de base de la colle est d’être liquide ou semi-liquide afin de permettre l’accrochage des deux parois à coller. Car l’échange d’électrons ne peut se faire que dans un environnement liquide où les molécules du solvant servent de véhicules à cet échange. On utilise comme solvant de l’eau, de l’alcool, des corps gras ou des solvants synthétiques. Dans certains cas, la colle est chauffée pour être liquéfiée. C’est le cas des colles thermofusibles, naturelles ou synthétiques. Une fois ce solvant évaporé, la colle durcit et crée la liaison.

Il n’y a pas de colle vraiment universelle. Chaque matériau et chaque colle demandent une ou des actions spécifiques pour cet échange chimique. La colle la plus polyvalente est la colle cyanoacrylate. Ses atomes se lient avec les molécules d’eau. Comme elles sont présentes dans la plupart des matériaux, cette colle va adhérer pratiquement sur tout, même les doigts…

Les colles polyuréthanes se présentent sous plusieurs formes :

• la colle bi-composante (résine + durcisseur)
• la colle mono composant
• les mastic-colles (nous traiteront ces derniers dans un chapitre à part).

La colle polyuréthane est à la base une colle structurale. C’est-à-dire qu’elle se destine à l’assemblage mécanique pouvant associer des corps chauds et des corps froids : le métal, le plastique, les matériaux composites, la fibre de verre ou encore le bois. Mais certaines colles polyuréthane ne sont pas structurales, elles ne peuvent coller que des corps similaires (voir ci-dessous).

Par son excellente propriété d’adhérence, la colle polyuréthane a trouvé des applications dans les activités industrielles et artisanales, quand les assemblages sont soumis à des chocs, aux vibrations ou à des dilatations importantes.

Qu’elle soit mono ou bi-composant, la colle polyuréthane permet un collage relativement « souple ». Mais l’élasticité véritable est obtenue avec les mastics-colles polyuréthane. Ils se présentent sous un état pâteux puis deviennent, après réticulation (séchage) à l’humidité ambiante, des masses élastiques.

Les colles polyuréthanes se dilatent au séchage. Ce qui demande un serrage efficace pour l’assemblage.

Les caractéristiques principales des colles polyuréthanes sont:

• Élasticité et souplesse importantes même à basse température
• Bonne adhérence sur la plupart des matériaux
• Bonne résistance au vieillissement
• Résistance aux acides non dilués
• Bonne tenue à l’humidité
• Propriété d’isolant électrique

Associant la colle polyuréthane et une charge élastique, ces mastics forment un joint « caoutchouc » très élastique. Ils peuvent absorber des dilatations très importantes.

Ce qui est important pour ces mastics-colles polyuréthanes, c’est leur limite d’élasticité et la dureté, appelée « dureté Shore » dans les caractéristiques des fabricants :

• L’allongement à la rupture – Plus l’allongement indiqué sur le produit va être important, plus le mastic restera souple. Un mastic-colle souple permet des collages d’éléments soumis à des vibrations et des dilations importantes.
• La dureté Shore. C’est la dureté du mastic après séchage. Plus le chiffre sera élevé, plus il sera dur et moins le mastic aura la possibilité de revenir à son positionnement initial après un choc. C’est sa limite d’élasticité.

Les mastics-colles polyuréthanes sont très résistants aux intempéries. Ce sont des mastics à privilégier en extérieur.

L’autre avantage de ces mastics-colles, c’est qu’ils peuvent être peint

Ce que l’on peut leur reprocher, c’est de contenir des isocyanates. Ces substances volatiles provoquent des irritations des voies respiratoires et oculaires.

Les colles époxy sont des adhésifs thermodurcissables parmi les plus courants et les plus performants. Ce sont des adhésifs sans solvant, mono ou bi-composants.

Pour les colles bi-composants, le mélange durcisseur et résine est fait au moment du collage, en respectant bien les quantités. Une réaction thermique a alors lieu, permettant la réticulation, c’est-à-dire la création de liaisons permettant le collage des deux supports.

Généralement, le collage est fait à température ambiante mais il peut être accéléré par un apport de chaleur.

Pour les adhésifs mono-composants, la colle est prête à l’emploi c’est-à-dire que la résine de base et le durcisseur cohabitent sans que la réaction ait lieu. Il est nécessaire d’avoir un apport de chaleur pour que la réaction se produise. Les conditions de stockage de ces colles sont importantes: la température ne doit pas dépasser 20 à 30 °C, au risque de provoquer un début de réaction.

Les colles époxy sont fréquemment utilisées pour des collages métal / métal ou métal / plastique devant résister à des contraintes mécaniques très élevées. Mais elles sont pratiquement universelles, car elles offrent une très bonne adhésion sur la plupart des matériaux usuels et une excellente résistance au vieillissement.

• SADER époxy prise rapide.
  C’est le même type de produit mais avec un durcisseur plus rapide. Le temps ouvert est de 5 minutes. C’est une colle plus cassante qui supporte mal les fortes et brusques dilatations des supports.

Pour résumer, les caractéristiques principales des colles époxy sont :

• Une polymérisation qui peut être très rapide
• La résistance mécanique est très élevée pour les prises lentes
• Utilisation de l’humidité comme catalyseur
• Le joint de colle est incolore
• Résiste peu à la chaleur
• Utilisation sur des petites pièces

Quand on parle de colle cyanoacrylate, le terme reçoit peu d’écho. Mais quand on dit “colle Super glue”, on distingue mieux le type de collage obtenu avec cette famille de colle : résistance et rapidité.
Ce sont des colles qui polymérisent au contact de l’humidité des supports. On les utilise pour tous types de matériaux poreux ou non.

Cette famille de colle est très large. La plupart de ces colles sont à usage universel, pour de multiples matériaux. Mais les fabricants ont développé des colles aux usages spécifiques, et cela en mono ou bi-composants.

C’est la partie la plus connue de ces colles. D’aspect liquide translucide, elles procurent un collage quasi instantané.

Les colles dites universelles offrent la possibilité de collage sur de nombreux matériaux au détriment souvent de la durabilité du collage dans le temps. Dans la mesure du possible, il faut privilégier les colles spécifiques, adaptées au matériau à coller.

Sur des supports comme le polyéthylène, il faut ajouter un primaire avant l’application de la colle.

Ces colles offrent une polyvalence plus importante que les colles monocomposant. En outre, leur adhérence et leur résistance mécanique sont nettement supérieures. Elles permettent un film de colle plus épais qui permet de combler des jeux dans l’assemblage des pièces.

Pour résumer, les caractéristiques principales des colles cyanoacrylates sont :

• Une polymérisation très rapide
• La résistance mécanique est très élevée
• Utilisation de l’humidité comme catalyseur
• Le joint de colle est incolore
• Résiste peu à la chaleur
• Utilisation sur des petites pièces
• Résistance aux chocs faible

Dès les années 90, de nouvelles technologies de collage sont développées pour l’élaboration de nouveaux mastics-colles destinés à l’industrie et au bâtiment. Le but est d’offrir une totale polyvalence d’emploi, appréciée sur les chantiers, tout en conservant des aptitudes élevées dans le collage et la flexibilité. Sont apparus alors les MS Polymères (MSP ou SPE) à base de silicone et les Hybrides à base de polyuréthane (SPUR). Leurs caractéristiques techniques sont très proches, mais c’est surtout dans leur adhérence aux matériaux que se fait la différence. C’est pourquoi, la lecture des fiches techniques des fabricants est très importante pour cette famille de mastics. Il faut bien noter la disparité notable entre les différentes formulations, qu’elles soient entre les marques ou du type de mastic-colle MS Polymère ou hybride.

La différence de base entre ces deux familles chimiques est l’absence d’huile dans les MSP. De ce fait, les mastics hybrides sont déconseillés pour les applications sur pierres naturelles, car leur huile peut migrer et créer ainsi des auréoles permanentes.

Ces mastics-colles sont compatibles avec une grande quantité de matériaux. En plus du bois, qui est leur matériau de prédilection, dans leur ensemble, ils conviennent aux collages de la pierre, des métaux, des mousses rigides et des plastiques rigides. Ils ne conviennent pas au polyéthylène, polypropylène, le bitume et certains plâtres purs. Leur adhésion maximum se fera sur des supports poreux. Le spectre des matériaux compatibles est plus important avec les MS Polymères qu’avec les mastics-colles hybrides.

Ces mastics-colles MS ou hybrides se rapprochent beaucoup des mastics-colles polyuréthanes. Leur adhérence est plus faible que celle des polyuréthanes, mais leur polyvalence et l’absence de solvant, permet de les supplanter pour de nombreux travaux en intérieur ou en extérieur.

Ce qui est important pour faire son choix entre tous ces mastics-colles MS Polymères ou hybrides, c’est, outre les matériaux supportés, leur limite d’élasticité et la dureté Shore :

• L’allongement à la rupture – Plus l’allongement va être important, plus le mastic restera souple. Un mastic-colle souple permet des collages d’éléments soumis à des vibrations et des dilatations importantes. Cet allongement est donné, sur les fiches techniques, en %
• La dureté Shore. C’est la dureté du mastic après séchage. Plus le chiffre sera élevé, plus il sera dur et moins le mastic aura la possibilité de revenir à son positionnement initial après un choc. C’est la limite d’élasticité.

Ce sont des mastics avec une adhérence initiale très importante. Dès que la colle vient au contact des éléments à coller, le repositionnement des pièces est difficile.

Les HIGH TACK ne conviennent pas pour des joints de dilatation. On va les retenir pour obtenir un collage souple.

Sous cette appellation, on trouve une très large gamme de mastics-colles hybrides ou MS. Leur usage est universel et, en plus du collage, ils permettent de créer des joints d’étanchéité. Leur adhérence initiale est plus faible que celle des High tack. Ce qui permet un repositionnement léger des éléments à coller. Leur allongement à la rupture est souvent important.

Proches des Multifonctions, ces mastics-colles ont la particularité d’être transparents, translucides même pour certains mastics. Ils sont également souples et peuvent avantageusement remplacer les mastics silicones en jointoiement de sanitaires.

Les mastics MS et hybrides, élaborés à la base pour offrir une grande polyvalence, ont, parfois, été modifiés à l’inverse pour des collages spécifiques. Ces bases de colle, hybrides ou MSP, sont en effet le support idéal pour des besoins bien précis. En effet, le milieu aquatique, par exemple, va demander une résistance importante du collage à l’eau chlorée ou à l’eau de mer. Ce qui est également le cas dans la construction métallique où il est parfois demandé des collages d’objets lourds comme des panneaux, des planches (bois, panneaux,MDF, panneaux de particules, etc) sur des supports en acier.

Ces colles vinyliques sont les colles à bois les plus vendues dans le commerce. Le solvant, qui est de l’eau, s’évapore très rapidement en donnant un film de bonne tenue qui ne tache pas les bois. Leur prise est relativement rapide. Leur classification s’étend à toute les conditions d’utilisation des bois, qu’ils soient en intérieur ou en extérieur :

• D1 : menuiseries intérieures. La température peut être supérieure à 50 °C pour un laps de temps très court. La teneur en humidité du bois ne doit jamais dépasser les 15 %.
• D2 : menuiserie intérieure. La température peut être supérieure à 50 °C pour un laps de temps très court. La teneur en humidité du bois ne doit jamais dépasser les 20/25 %.
• D3 : menuiseries intérieures et extérieures abritées (utilisation principale dans les salles de bain et cuisine)
• D4 : menuiseries extérieures (en dehors des bois immergés)

Ces colles vinyliques sont appréciées pour leur facilité d’emploi : bonne conservation, joints peu visibles, prix modérés. Mais la tenue des joints à l’eau est moyenne et la sensibilité à la température est parfois gênante puisque, à 50 ° l’on constate déjà une diminution sensible de la résistance qui devient pratiquement nulle au-delà de 75 °, avec n’importe laquelle de ces colles.

Lorsque le collage doit résister à une humidité importante ou à une immersion, les colles polyuréthanes, par exemple, seront plus adaptées.

Souvent, on l’a constaté, il est intéressant d’obtenir des joints d’une résistance mécanique plutôt moyenne qu’élevée, mais qui doivent conserver une certaine souplesse parce qu’ils unissent des matériaux d’élasticité très différente. Et de plus avec une adhérence instantanée. On conçoit mal, par exemple, le revêtement mural qui nécessiterait d’être soutenu durant une période de prise de plusieurs heures.

Les colles dites de contact permettant cette double condition : souplesse du joint, adhérence immédiate.

Parmi les colles de contact, les plus importantes dans l’industrie du bois sont les colles néoprène qui permettent le collage des stratifiés plastiques sur leur support, le collage de panneaux de fibres, de contreplaqués employés comme revêtements muraux, de certaines matières plastiques (il faut être très prudent dans ce domaine et faire des essais), du caoutchouc, du cuir, du liège, du métal en feuille…

La colle néoprène ne supporte pas une exposition prolongée à l’eau. Elle est de ce fait déconseillée pour une utilisation lors des travaux en extérieur.

Le collage avec des colles de contact présente quelques particularités importantes :

• Il faut absolument que les solvants soient évaporés au moment où l’on met les éléments en contact, ce qui se vérifie au doigt qui ne doit pas adhérer, et en observant rigoureusement le délai d’attente indiqué par le fabricant.
• Les deux surfaces doivent être enduites de colle
• Les matériaux poreux comme le plâtre recevront 2 couches successives. Ce ne sera pas mauvais non plus avec certains bois exotiques.
• Une fois les surfaces encollées mises en contact, il y a impossibilités de les déplacer.
• Certaines colles contact ont une bonne adhérence sur des supports comme le béton, le métal.