BE1032834B1 - Moyens et methodes pour la production d’une plaque d’égout a base de polyurethane - Google Patents

Moyens et methodes pour la production d’une plaque d’égout a base de polyurethane

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BE1032834B1 BE20245515A BE202405515A BE1032834B1 BE 1032834 B1 BE1032834 B1 BE 1032834B1 BE 20245515 A BE20245515 A BE 20245515A BE 202405515 A BE202405515 A BE 202405515A BE 1032834 B1 BE1032834 B1 BE 1032834B1
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Abstract

La présente invention décrit un kit pour la production d’un polyuréthane adapté à la fabrication d'une plaque d’égout à base de polyuréthane, comprenant: un polyisocyanate, et un composant polyol; dans lequel le composant polyol comprend 75 à 99 % pds de polyol, 0,01 à 0,5 % de poids de catalyseur et 0,1-10 % pds d’additifs, dans lequel les additifs comprennent un adsorbant d’eau. La présente invention décrit également une méthode pour la production d’une plaque d’égout.

Description

1 BE2024/5515
MOYENS ET METHODES POUR LA PRODUCTION D'UNE PLAQUE
D'ÉGOUT A BASE DE POLYURETHANE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne des moyens et des méthodes pour la production de couvercles de regard en polyuréthane. Plus particulièrement, la présente invention concerne un kit pour obtenir du polyuréthane, une méthode pour obtenir une plaque d’égout en polyuréthane.
CONTEXTE
Les couvercles de regards sont des composants essentiels de l'infrastructure urbaine, permettant l'accès aux réseaux de services publics souterrains tels que les systèmes — d'égouts et les conduits électriques. Les couvercles de regards traditionnels sont principalement fabriqués à partir de métaux lourds comme la fonte ou l'acier. Bien que durables, ces couvercles métalliques posent des défis importants en raison de leur poids, rendant l'installation et la maintenance fastidieuses. De plus, les couvercles métalliques sont souvent ciblés par les voleurs pour leur valeur de ferraille, entraînant des coûts de maintenance accrus et des dangers pour la sécurité.
Les matériaux composites polymères ont émergé comme des alternatives aux métaux pour la fabrication de couvercles de regards. Ces couvercles composites offrent des avantages tels que la légèreté, la résistance à la corrosion et une — susceptibilité réduite au vol. L'un des matériaux composites polymères est le polyuréthane dans un système à deux composants.
Le document WO 2017062229 décrit une méthode pour la production de composants composites en fibres utilisant un mélange réactionnel de polyuréthane, tel qu'un système à deux composants comprenant un composant polyol et un composant isocyanate. Ce mélange comprend de l'isocyanate aromatique, des composants polyol avec des groupes OH secondaires, et un catalyseur thermolatent, parmi d'autres additifs. Le processus consiste à déposer le mélange sur des films porteurs, à incorporer des fibres de renforcement, à faire sandwich du mélange, et à mouler le produit dans un moule. Les composants principaux du mélange comprennent l'socyanate aromatique, les composants polyol, les polyols à chaîne courte optionnels, et divers additifs. Le contrôle de la viscosité et du rapport des groupes
NCO aux groupes OH garantit un traitement optimal. Cette méthode permet la
2 BE2024/5515 fabrication efficace de composants composites en fibres de haute qualité à base de polyuréthane. Cependant, l’humidité présente dans l’environnement peut affecter négativement la qualité de ces composants composites en fibres, tant la qualité mécanique que la qualité de surface.
Les composites à base de polyuréthane comprenant une quantité de mousse rendent les composites à base de polyuréthane nettement plus faciles à manipuler. Cette maniabilité améliorée simplifie le processus de fabrication, rendant la production et la manipulation plus aisées. Cependant, les agents de mousse réduisent la résistance — structurelle du composite à base de polyuréthane, entraînant une réduction de la capacité de charge.
La présente invention et ses modes de réalisation visent à apporter une solution à un ou plusieurs des inconvénients mentionnés ci-dessus.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Dans un premier aspect, l'invention concerne un kit pour obtenir un polyuréthane (PUR) adapté à la fabrication d'une plaque d’égout en polyuréthane.
Le polyuréthane est destiné à servir de matrice pour les couvercles de regard répondant aux exigences des piétons et des véhicules légers ou des véhicules lourds.
Le kit de polyuréthane permet d'obtenir une surface de haute qualité et, combiné à une charge de renforcement, le kit peut être utilisé pour la fabrication de pièces ayant une résistance élevée à la traction d'au moins 60 MPa selon la norme ISO 527- 4, sans ou presque sans bulles piégées dans la pièce.
D'autres modes de réalisation du kit sont décrits dans les revendications 2 à 12.
Dans un deuxième aspect, la présente invention concerne une méthode pour obtenir une plaque d’égout à base de polyuréthane selon la revendication 13.
La méthode consiste à introduire un renforcement dans le polyuréthane, conférant a la plaque d’égout des propriétés mécaniques améliorées, capables de mieux — résister à la déformation de la plaque d’égout sans renforcement.
D'autres modes de réalisation du kit sont décrits dans la revendication 14.
3 BE2024/5515
Dans un troisième aspect, l'invention concerne une plaque d’égout à base de polyuréthane selon la revendication 16, et ses autres modes de réalisation dans les revendications 16 à 20.
Aucun agent moussant n'est compris dans la plaque d’égout à base de polyuréthane, empêchant ainsi la formation excessive de mousse dans le couvercle, résultant en une rigidité suffisamment élevée pour la plaque d’égout à base de polyuréthane.
Aucune bulle n'est présente dans la plaque d'égout à base de polyuréthane.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un kit pour un polyuréthane et une méthode pour obtenir une plaque d’égout à base de polyuréthane. La plaque d'égout à base de polyuréthane résultant peut être utilisé dans la production de couvercles de regard — répondant aux exigences des véhicules légers, comme les voitures et les caddys, ainsi que des véhicules lourds, comme les camions. Le kit de polyuréthane permet d'obtenir une surface de haute qualité et est particulièrement adapté à la production de couvercles de regard car il présente une résistance à la traction d'au moins 60
MPa selon la norme ISO 527-4 et il n’y a pas ou presque pas de bulles piégées dans les couvercles de regard, ce qui améliore la rigidité de la plaque d’égout à base de polyuréthane.
Sauf indication contraire, tous les termes utilisés dans la divulgation de l'invention, y compris les termes techniques et scientifiques, ont la même signification que celle couramment comprise par un homme spécialisé dans le domaine de l'invention. Les définitions de termes sont incluses à tire indicatif pour mieux apprécier l'enseignement de la présente invention.
Tel qu’utilisés ici, les termes suivants ont les significations suivantes: "Un", "une" et "le", "la", "les" se référent à la fois au singulier et au pluriel sauf si le contexte explique clairement le contraire. À titre d'exemple, "un compartiment” se réfère à un ou plusieurs compartiments. "Comprennent”, “comprenant”, "comprend" et "composé de” tels qu'utilisés ici sont synonymes de "inclus", "y compris’, “comprend” ou "contenir”, contenant”, “contient” et sont des termes inclus ou flexibles qui précisent la présence de ce qui suit, par exemple, des composants, et n'excluent pas la présence d'autres
4 BE2024/5515 composants, caractéristiques, éléments, membres, étapes, connus dans l'art ou qui y sont divulgués.
De plus, les termes premier, deuxième, troisième et similaires dans la description et dans les revendications sont utilisés pour distinguer entre des éléments similaires et non nécessairement pour décrire un ordre séquentiel ou chronologique, sauf indication contraire. Il est clair que les termes ainsi utilisés sont interchangeables dans des circonstances appropriées et que les modes de réalisation de l'invention décrits ici sont capables de fonctionner dans d'autres séquences que celles décrites ou iflustrées ici.
L’énumération des plages de valeurs numériques par les points finaux comprend les nombres et les fractions englobés dans cette plage, ainsi que les points finaux cités.
L'expression "% pds” ou "pourcentage en poids”, ici et ailleurs dans la description, sauf indication contraire, désigne le poids relatif du composant respectif par rapport au poids total de la formulation.
Alors que les termes "un ou plusieurs” ou "au moins un”, tels qu'un OU plusieurs OU au moins un membre(s) d'un groupe de membres, sont dlairs en soi, le terme englobe par exemple une référence à l'un quelconque desdits membres, ou à deux ou plusieurs desdits membres, tels que, par exemple, tout 23, 24, 25, 26 ou 27 etc. desdits membres, et jusqu'à tous lesdits membres.
Sauf indication contraire, tous les termes utilisés dans la divulgation de l'invention, y compris les termes techniques et scientifiques, ont la même signification que celle couramment comprise par un homme spécialisé dans le domaine de l'invention, Les définitions de termes sont incluses à tire indicatif pour mieux apprécier l'enseignement de la présente invention. Les termes ou définitions utilisés dans le présent document sont fournis uniquement pour aider à la compréhension de l'invention,
La référence à "un mode de réalisation” tout au long de la présente spécification signifie qu'une caractéristique, une structure ou un trait particulier décrit en relation avec le mode de réalisation est inclus dans au moins un mode de réalisation de la présente invention. Ainsi, les expressions "dans un mode de réalisation” qui apparaissent à divers endroits de la présente description ne se réfèrent pas nécessairement toutes au même mode de réalisation, mais peuvent le faire. En outre, les traits, structures ou caractéristiques particuliers peuvent être combinés de toute manière appropriée, comme cela apparaîtrait à l'homme du métier à partir de la présente divulgation, en un ou plusieurs modes de réalisation. En outre, si certains modes de réalisation décrits dans le présent document comprennent certaines caractéristiques incluses dans d'autres modes de réalisation, mais pas d'autres, les 5 combinaisons de caractéristiques de différents modes de réalisation sont censées entrer dans le champ d'application de l'invention et former différents modes de réalisation, comme le comprendraient ceux de l’art. Par exemple, dans les revendications suivantes, n'importe lequel des modes de réalisation peut être utilisé dans n'importe quelle combinaison.
Dans le cadre de la présente invention, le terme "additifs" désigne tous les composés chimiques ou matériaux ajoutés à un composant polymère dans le but d'ajuster ses propriétés, y compris, mais non exclusivement, ses propriétés mécaniques, sa résistance chimique, ses aspects visuels ou son comportement en traitement. Les — additifs sont présents dans le composant polymère en quantité égale ou inférieure à 5 % pds par rapport au poids total du composant polymère.
Dans le cadre de la présente invention, le terme "adsorbant d'eau" fait référence à un matériau minéral ayant la capacité d'adsorber et de retenir des quantités d'eau.
Dans le cadre de la présente invention, le terme "agent antimousse" fait référence à un additif chimique qui réduit et empêche la formation de mousse dans les liquides de procédés industriels.
Dans un premier aspect, l'invention concerne un kit pour obtenir un polyuréthane (PUR) adapté à la fabrication d'une plaque d'égout à base de polyuréthane.
Un kit pour obtenir un polyuréthane ou une pièce en polyuréthane est connu et peut être un polyuréthane à deux composants comprenant: des polyols, généralement des alcools multifonctionnels, servant de précurseurs de la chaîne principale et d'agents de réticulation pour le réseau polymère. Les polyisocyanates, quant à eux, agissent généralement comme précurseurs de la chaîne principale, réagissant avec les polyols pour former des liaisons uréthane. Cette réaction se produit via une réaction de polyaddition, plus précisément une addition nucléophile, où les groupes isocyanates réagissent avec les groupes hydroxyles des polyols, produisant des chaînes de polyuréthane.
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Selon un mode de réalisation, ledit kit comprend: un isocyanate et un composant polyol comprenant 75 à 99 % pds de polyol, 0,01 à 0,5 % pds de catalyseur et 0,1 à 10 % pds d'additifs, les additifs comprenant un adsorbant d'eau. Les pourcentages en poids sont relatifs au poids total du composant polyol.
Le polyuréthane est destiné à servir de matrice pour les couvercles de regard répondant aux exigences des piétons et des véhicules légers ou des véhicules lourds.
Le kit de polyuréthane permet d'obtenir une surface de haute qualité et, combiné à une charge de renforcement, le kit peut être utilisé pour la fabrication de pièces ayant une résistance élevée à la traction d'au moins 60 MPa selon la norme ISO 527- 4, sans ou presque sans bulles piégées dans la pièce.
Selon un mode de réalisation, les additifs comprennent un agent antimousse. La combinaison de l'agent antimousse et de l'adsorbant d'eau est avantageuse car ils empêchent de manière synergique la formation de mousse dans le polyuréthane.
Selon un mode de réalisation, le polyisocyanate est un composé isocyanate comprenant un ou plusieurs polyisocyanates. Cela est avantageux pour ajuster les propriétés mécaniques en fonction de la composition moléculaire des polyisocyanates.
Dans un mode de réalisation, le composant polyol comprend de 77 % à 98 % pds de polyol. De préférence, le composant polyol comprend au moins 80 % pds de polyol, plus de préférence au moins 85 % pds de polyol, plus de préférence au moins 90 % pds de polyol. Un composant polyol comprenant au moins 75 % pds de polyol est avantageux pour une conversion suffisante et rapide afin de former le polyuréthane. Le composant polyol comprend au plus 97 % pds de polyol, plus de préférence au plus 96 % pds de polyol, plus de préférence au plus 95 % pds de polyol, plus de préférence au plus 94 % pds de polyol. Les pourcentages en poids sont relatifs au poids total du composant polyol. Un composant polyol comprenant au plus 98 % pds de polyol est avantageux pour que des additifs puissent être présents en quantités suffisantes afin d'avoir une absorption suffisante de l'eau ambiante.
Dans un mode de réalisation, le composant polyol comprend de 0,010 % pds à 0,50 % pds de catalyseur. De préférence, le composant polyol comprend au moins 0,015 % pds de catalyseur, plus de préférence au moins 0,020 % pds de catalyseur, plus de préférence au moins 0,025 % pds de catalyseur, plus de préférence au moins
7 BE2024/5515 0,030 % pds de catalyseur, plus de préférence au moins 0,040 % pds de catalyseur.
Un composant polyol comprenant au moins 0,010 % pds de catalyseur est avantageux pour une conversion suffisante et rapide afin de former la mousse d'injection PUR. Dans un mode de réalisation, le composant polyol comprend au plus 0,40 % pds de catalyseur, plus de préférence au plus 0,30 % pds de catalyseur, plus de préférence au plus 0,20 % pds de catalyseur, plus de préférence au plus 0,10 % pds de catalyseur, plus de préférence au plus 0,07 % pds de catalyseur. Un composant polyol comprenant au plus 0,50 % pds de catalyseur est avantageux pour éviter de contaminer inutilement le polyuréthane, la durée de vie du composant polyol est supérieure à trois mois, de préférence la durée de vie du composant polyol est d'au moins six mois, et une sélectivité suffisante du catalyseur pour une conversion efficace afin de former le polyuréthane. Les pourcentages en poids sont relatifs au poids total du composant polyol.
Dans un mode de réalisation, le composant polyol comprend de 0,10 % pds à 10,0 % pds d'additifs. De préférence, le composant polyol comprend au moins 0,20 % pds d'additifs, plus de préférence au moins 0,30 % pds d'additifs, plus de préférence au moins 0,5 % pds d'additifs, plus de préférence au moins 1,0 % en poids d'additifs, plus de préférence au moins 2,0 % en poids d'additifs, plus de préférence au moins 3,0 % pds d'additifs, plus de préférence au moins 4,0 % pds d'additifs, plus de préférence au moins 5,0 % pds d'additifs. Les pourcentages en poids sont relatifs au poids total du composant polyol. Un composant polyol comprenant au moins 0,10 % pds d'additifs est avantageux pour améliorer suffisamment les propriétés mécaniques des pièces en polyuréthane. De préférence, le composant polyol comprend au plus 9,5 % pds d'additifs, au plus 9,0 % pds d'additifs, au plus 8,5 % pds d'additifs, au plus 8,0 % pds d'additifs, au plus 7,5 % pds d'additifs, au plus 7,0 % pds d'additifs. Un composant polyol comprenant au plus 10,0 % pds d'additifs est avantageux pour ne pas réduire les propriétés mécaniques du polyuréthane. De plus, la facilité de traitement du composant polyol n'est pas compromise. Les pourcentages en poids sont relatifs au poids total du composant polyol.
Dans un mode de réalisation, le composant polyol comprend une quantité d'eau ambiante de 0 % pds à 0,5 % pds par rapport au poids total du composant polyol.
De préférence, le composant polyol comprend au plus 0,3 % pds d'eau ambiante, plus de préférence au plus 0,2 % pds d'eau ambiante, plus de préférence au plus 0,1 % pds d'eau ambiante, plus de préférence au plus 0,05 % pds d'eau ambiante.
La teneur en eau ambiante est mesurée selon la norme ASTM D6869-17. Un composant polyol comprenant au plus 0,5 % pds d'eau ambiante est avantageux
8 BE2024/5515 pour limiter ou même empêcher la formation de mousse dans le polyuréthane car l'eau ambiante agit comme un agent moussant et arrête la propagation de la réaction de polymérisation du polyuréthane. En conséquence, une meilleure qualité de surface d'une pièce en polyuréthane est obtenue. De plus, les propriétés mécaniques seront meilleures par rapport à une pièce en polyuréthane comprenant de petites quantités de bulles formées par moussage.
Dans un mode de réalisation, les additifs comprennent une quantité de 30 % à 85 % pds de l'adsorbant d'eau par rapport au poids total des additifs. De préférence, les additifs comprennent au moins 35 % pds de l'adsorbant d'eau par rapport au poids total des additifs, de préférence au moins 40 % pds de l'adsorbant d'eau, plus de préférence au moins 45 % pds de l'adsorbant d'eau, plus de préférence au moins 50 % pds de l'adsorbant d'eau, plus de préférence au moins 55 % pds de l'adsorbant d'eau. Des additifs comprenant au moins 30 % pds de l'adsorbant d'eau sont avantageux pour adsorber l'humidité de l'environnement pendant la manipulation du kit et/ou pour adsorber l'eau ambiante dans le composant polyol. De préférence, le composant polyol comprend au plus 80 % pds de l'adsorbant d'eau par rapport au poids total des additifs, de préférence au plus 75 % pds de l'adsorbant d'eau, de préférence au plus 70 % pds de l'adsorbant d'eau, de préférence au plus 65 % pds de l'adsorbant d'eau, de préférence au plus 60 % pds de l'adsorbant d'eau. Des additifs comprenant au plus 85 % pds de l'adsorbant d'eau sont avantageux pour ne pas réduire les propriétés mécaniques du polyuréthane. En outre, la facilité de traitement du composant polyol n'est pas compromise.
Dans un mode de réalisation, les additifs comprennent une quantité de 1 % à 5 % pds de l'adsorbant d'eau par rapport au poids total du composant polyol. De préférence, les additifs comprennent au moins 1,0 % pds de l'adsorbant d'eau par rapport au poids total des additifs, de préférence au moins 1,5 % pds de l'adsorbant d'eau, de préférence au moins 2,0 % pds de l'adsorbant d'eau, plus de préférence au moins 2,5 % pds de l'adsorbant d'eau, plus de préférence au moins 3,0 % pds de l'adsorbant d'eau, plus de préférence au moins 3,5 % pds de l'adsorbant d'eau.
Des additifs comprenant au moins 1 % pds de l'adsorbant d'eau sont avantageux pour adsorber l'humidité de l'environnement pendant la manipulation du kit et/ou adsorber l'eau ambiante dans le composant polyol. De préférence, le composant polyol comprend au plus 5,0 % pds de l'adsorbant d'eau par rapport au poids total du composant polyol, de préférence au plus 4,9 % pds de l'adsorbant d'eau, de préférence au plus 4,8 % pds de l'adsorbant d'eau, de préférence au plus 4,7 % pds de l'adsorbant d'eau, de préférence au plus 4,6 % pds de l'adsorbant d'eau. Un
9 BE2024/5515 composant polyol comprenant au plus 5 % pds de l'adsorbant d'eau est avantageux pour ne pas réduire les propriétés mécaniques du polyuréthane. En outre, la facilité de traitement du composant polyol n'est pas compromise.
Dans un mode de réalisation, l'adsorbant d'eau comprend des zéolites. De préférence, les zéolites sont microporeuses. De préférence, les zéolites sont composées d'une structure cristalline sous forme d'aluminosilicate de potassium- sodium. L'adsorbant d'eau comprenant des zéolites est avantageux car les zéolites, avec leur structure chargée négativement et leurs cations échangeables, peuvent interagir avec les molécules d'eau par des forces électrostatiques et des liaisons hydrogène.
Dans un mode de réalisation, l'adsorbant d'eau comprend une ouverture effective des pores de 3 Angstrôms. De préférence, une ouverture effective des pores est de 3 Angstrôms pour au moins 75 % des pores, plus de préférence pour au moins 85 %, de préférence pour au moins 95 %. Les pourcentages sont relatifs au total des pores et à leurs ouvertures. Pour adsorber efficacement les molécules d'eau, les zéolites avec des micropores de 3 Angstrôms peuvent efficacement piéger les molécules d'eau dans leur structure tout en excluant les molécules plus grandes telles que les polyols ou les polyisocyanates, car une molécule d'eau a un diamètre moléculaire de 2,8 Angstrôms.
Dans un mode de réalisation, l'adsorbant d'eau a une porosité déterminée par des mesures d'adsorption de gaz d'azote d'au moins 10 cm3/100 g de zéolite, de préférence au moins 12 cm3/100 g de zéolite, plus de préférence 15 cm3/100 g de zéolite, avec un maximum de 20 cm3/100 g de zéolite. Les mesures d'adsorption de gaz d'azote sont réalisées selon la méthode de test 002B d'Arkema. Cette méthode 002B est une mesure de la capacité d'adsorption à 23+2°C de gaz d'azote dans un environnement avec 10 % pds d'humidité relative en 21 minutes. Les zéolites avec une bonne porosité ont une grande surface interne, permettant d'adsorber une quantité importante de molécules d'eau sur leurs surfaces.
Dans un mode de réalisation, la taille des particules de l'adsorbant d'eau retenue sur un tamis de 20 um est au plus 5 % pds, de préférence au plus 4 % pds, de préférence au plus 3 % pds, de préférence au plus 2 % pds. Le pourcentage en poids est relatif au poids de la zéolite tamisée à travers un tamis avec une maille de 20 um. Les petites tailles des zéolites microporeuses optimisent la diffusion des zéolites dans
10 BE2024/5515 tout le composant polyol et ont de bonnes propriétés d'écoulement lorsque le composant polyol est mélangé avec le composant isocyanate ou le polyisocyanate.
Dans un mode de réalisation, les additifs comprennent entre 1 % pds et 10 % pds d'un agent antimousse, par rapport au poids total des additifs. De préférence, les additifs comprennent au moins 1,0 % pds de l'agent antimousse par rapport au poids total des additifs, de préférence au moins 1,5 % pds de l'agent antimousse, plus de préférence au moins 2,0 % pds de l'agent antimousse, plus de préférence au moins 2,5 % pds de l'agent antimousse, plus de préférence au moins 3,0 % pds de l'agent antimousse. Des additifs comprenant au moins 1 % pds de l'agent antimousse sont est avantageux pour une meilleure finition de surface, une efficacité de production améliorée et des propriétés mécaniques constantes. De préférence, le composant polyol comprend au plus 10,0 % pds de l'agent antimousse, au plus 9,5 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 9,0 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 8,5 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 8,0 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 7,5 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 7,0 % pds de l'agent antimousse. Des additifs comprenant au plus 10 % pds de l'agent antimousse sont avantageux pour ne pas réduire les propriétés mécaniques du polyuréthane. En outre, la facilité de traitement du — composant polyol n'est pas compromise.
Dans un mode de réalisation, les additifs comprennent entre 0,1 et 0,7 % pds d'un agent antimousse, par rapport au poids total du composant polyol. De préférence, les additifs comprennent au moins 0,10 % pds de l'agent antimousse par rapport au poids total du composant polyol, de préférence au moins 0,15 % pds de l'agent antimousse, plus de préférence au moins 0,20 % pds de l'agent antimousse, plus de préférence au moins 0,25 % pds de l'agent antimousse. Un composant polyol comprenant moins 0,1 % pds de l'agent antimousse est avantageux pour une meilleure finition de surface, une efficacité de production accrue et des propriétés mécaniques constantes. De préférence, le composant polyol comprend au plus 0,70 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 0,65 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 0,60 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 0,55 % pds de l'agent antimousse, de préférence au plus 0,50 % pds de l'agent antimousse. Des additifs comprenant au plus 0,7 % pds de l'agent antimousse sont avantageux pour ne pas réduire les propriétés mécaniques du polyuréthane. De plus, la facilité de traitement du composant polyol n'est pas compromise.
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Dans un mode de réalisation, l'agent antimousse comprend un agent antimousse à base de silicone. De préférence, l'agent antimousse comprend un organo-silicone qui favorise la déstabilisation de la paroi de la bulle en amincissant la paroi de la bulle.
Alternativement, un agent antimousse non à base de silicone peut être utilisé. Cela améliore la qualité de surface de la pièce en polyuréthane et garantit les bonnes propriétés mécaniques constantes des pièces en polyuréthane fabriquées à partir du kit.
Dans un mode de réalisation, les additifs comprennent un rapport d’un adsorbant d'eau et d’un agent antimousse de 1:25 à 1:5, de préférence un rapport de 1:20 à 1:10, plus de préférence 1:17 à 1:12. Cela est avantageux car l'adsorbant d'eau est un premier moyen pour prévenir la formation de mousse et si toute l'eau n'est pas adsorbée, l'agent moussant peut encore éliminer la formation de mousse sans compromettre les exigences mécaniques élevées de la pièce en polyuréthane. Les exigences mécaniques élevées de la pièce en polyuréthane sont décrites plus loin dans le texte.
Dans un mode de réalisation, les additifs comprennent une pâte pigmentaire. De préférence, la pâte pigmentaire comprend du noir de carbone. Le noir de carbone peut être dissous dans un liant à base de polyéther polyol. En plus de la couleur noire, le noir de carbone apporte à la pièce en polyuréthane une contribution supplémentaire en tant que protection UV de la pièce en polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, le noir de carbone est présent dans le composant polyol — à raison de 0,25 % pds à 3,5 % pds par rapport au poids du composant polyol. De préférence, le noir de carbone est présent à au moins 0,50 % pds par rapport au poids du composant polyol, de préférence à au moins 0,75 % pds, de préférence à au moins 1,0 % pds. Au moins 0,25 % pds est avantageux pour avoir une coloration suffisante en profondeur d'une pièce en polyuréthane. De préférence, le noir de — carbone est présent à raison d'au plus 3,0 % pds par rapport au poids du composant polyol, de préférence à au plus 2,5 % pds, de préférence à au plus 2,0 % pds. Au plus 3,5 % pds est avantageux pour ne pas surcharger la pièce en polyuréthane avec du noir de carbone, ce qui peut entraîner une dispersion inégale du noir de carbone.
Dans un mode de réalisation, le noir de carbone est présent dans le composant polyol à raison de 20 % pds à 55 % pds par rapport au poids des additifs. De préférence, le noir de carbone est présent à au moins 25 % pds par rapport au poids des additifs, de préférence à au moins 30 % pds, de préférence à au moins 35 % pds. Au moins
12 BE2024/5515 20 % pds est avantageux pour avoir une coloration suffisante en profondeur d'une pièce en polyuréthane. De préférence, le noir de carbone est présent à au plus 50 % pds par rapport au poids du composant polyol, de préférence à au plus 45 % pds, de préférence à au plus 40 % pds. Au plus 55 % pds est avantageux pour ne pas surcharger la pièce en polyuréthane avec du noir de carbone, ce qui peut entraîner une dispersion inégale du noir de carbone.
Dans un mode de réalisation, le catalyseur comprend une quantité de 10 % pds à 45 % pds d'un catalyseur à base d'un sel métallique par rapport au poids total du catalyseur. De préférence, le catalyseur comprend une quantité d'au moins 15 % pds d'un catalyseur à base d’un métallique par rapport au poids total du catalyseur, plus de préférence au moins 20 %, plus de préférence au moins 25 %, plus de préférence au moins 30 %. Au moins 10 % pds de catalyseurs à base d’un métallique est avantageux car les catalyseurs à base d'un métallique sont souvent bien compatibles avec une gamme plus large de formulations de polyol et d'isocyanate par rapport aux amines tertiaires. Ils ont moins tendance à provoquer des problèmes de compatibilité ou des réactions secondaires. De préférence, le catalyseur comprend une quantité d'au plus 42 % pds d'un catalyseur à base d’un sel métallique par rapport au poids total du catalyseur, de préférence au plus 40 %, plus de préférence au plus 37 %. Au plus 45 % pds de catalyseurs à base d’un sel métallique présentent généralement une toxicité et une odeur inférieures par rapport aux catalyseurs d’amines tertiaires et un temps de gélification suffisant. Le temps de gélification est de préférence de 75 s à 175 s.
Dans un mode de réalisation, le composant polyol comprend une quantité de 0,001 % pds à 0,07 % pds d'un catalyseur à base d’un sel métallique par rapport au poids total du composant polyol. De préférence, le composant polyol comprend une quantité d'au moins 0,003 % pds d'un catalyseur à base d'un sel métallique par rapport au poids total du composant polyol, plus de préférence au moins 0,007 %, plus de préférence au moins 0,009 %, plus de préférence au moins 0,011 %, plus de préférence au moins 0,013 %. Au moins 0,001 % pds de catalyseurs à base d’un sel métallique est avantageux car les catalyseurs à base d’un sel métallique sont souvent bien compatibles avec une gamme plus large de formulations de polyol et d'isocyanate par rapport aux amines tertiaires. Ils ont moins tendance à provoquer des problèmes de compatibilité ou des réactions secondaires. De préférence, le composant polyol comprend une quantité d'au plus 0,065 % pds d'un catalyseur à base d’un sel métallique par rapport au poids total du composant polyol, plus de préférence au plus 0,060 %, plus de préférence au plus 0,055 %, plus de préférence
13 BE2024/5515 au plus 0,050 %, plus de préférence au plus 0,045 %, plus de préférence au plus 0,040 %. Au plus 0,07 % pds des catalyseurs à base d’un sel métallique présentent généralement une toxicité et une odeur inférieures par rapport aux catalyseurs d’amines tertiaires et un temps de gélification suffisamment long.
Dans un mode de réalisation, le catalyseur à base d’un sel métallique du composant polyol comprend un ou plusieurs catalyseurs organométalliques sélectionnés dans le groupe des sels d'organoétain, d'organozinc, d'organobismuth, d'organopotassium ou une combinaison de ceux-ci. De préférence, la partie organique des sels métalliques est sélectionnée dans la liste du dilaurate de butyle, du diacétate de butyle, de l'octoate, du néodécanoate ou du stéarate. De préférence, le catalyseur de sel comprend du dilaurate de dibutylétain ou du diacétate de dibutylétain. Les catalyseurs à base de sels organométalliques ont de bonnes conditions de traitement et réagissent avec une large gamme de polyols et de polyisocyanates.
Dans un mode de réalisation, le catalyseur comprend une quantité de 45 % pds à 85 % pds d'un catalyseur d’amine tertiaire par rapport au poids total du catalyseur.
De préférence, le catalyseur comprend une quantité d'au moins 50 % pds d'un catalyseur d’amine tertiaire par rapport au poids total du catalyseur, plus de préférence au moins 55 %, plus de préférence au moins 60 %, plus de préférence au moins 65 %. De préférence, le catalyseur comprend une quantité d'au plus 80 % pds d'un catalyseur d'amine tertiaire par rapport au poids total du catalyseur, plus de préférence au plus 75 %, plus de préférence au plus 70 %. Les catalyseurs d'amine tertiaire sont avantageux car ils ont une bonne efficacité, accélérant les temps de durcissement et augmentant l'efficacité de la production. Au plus 85 % pds des catalyseurs d’amine tertiaire présentent généralement une toxicité et une odeur inférieures par rapport aux catalyseurs d’amines tertiaires et un temps de gélification suffisamment long.
Dans un mode de réalisation, le composant polyol comprend une quantité de 0,01 % pds à 0,09 % pds d'un catalyseur d’amine tertiaire par rapport au poids total du composant polyol. De préférence, le composant polyol comprend une quantité d'au moins 0,015 % pds d'un catalyseur d’amine tertiaire par rapport au poids total du composant polyol, plus de préférence au moins 0,020 %, plus de préférence au moins 0,025 %. Au moins 0,01 % pds de catalyseurs d'amine tertiaire est avantageux car les catalyseurs d’amine tertiaire ont une bonne efficacité, accélérant les temps de durcissement et augmentant l'efficacité de la production. De préférence, le composant polyol comprend une quantité d'au plus 0,085 % pds d'un
14 BE2024/5515 catalyseur d'amine tertiaire par rapport au poids total du composant polyol, plus de préférence au plus 0,080 %, plus de préférence au plus 0,075 %, plus de préférence au plus 0,070 %, plus de préférence au plus 0,065 %, plus de préférence au plus 0,060 %, plus de préférence au plus 0,055 %, plus de préférence au plus 0,050 %.
Au plus 0,09 % pds des catalyseurs d'amine tertiaire présentent généralement une toxicité et une odeur inférieures par rapport aux catalyseurs d’amines tertiaires et un temps de gélification suffisamment long.
Dans un mode de réalisation, le catalyseur d'amine tertiaire comprend un ou plusieurs composés sélectionnés parmi, mais non exclusivement, le groupe composé de bis-(2-diméthylaminoéthyl)éther; bis(N,N-diméthyl-2-aminoéthyl)éther; N,N,N'- triméthyI-N'-hydroxyéthylbisamino-éthyl éther; N,N-diméthyléthanolamine; N,N- diméthylcyclohexylamine; N-méthyldicyclohexylamine; benzyldiméthylamine; pentaméthyle diéthylène triamine; N,N,N',N",N"-pentaméthyldipropylène triamine; = N'-(3-(diméthylamino) propyI-N,N-diméthyl-1,3-propanediamine; 2-(2- diméthylaminoéthoxy)éthanol; N,N,N'-triméthylaminoéthyl éthanolamine; 2-[N- (diméthylaminoéthoxyéthyl)-N-méthylamino]éthanol; N,N,N’-triméthyl-N"-3- aminopropyl-bis(aminoéthyl) éther; N,N,N',N'-tetraméthylène diamine; N- éthyImorpholine; 2,2'dimorpholinodiéthylether; 1,3,5-tris(3-(diméthylamino) propyl)-hexahydro-s-triazine; 1,2-diméthlyimidazole; N-méthyl-,N'-(2-diméthyl- amino)éthylpipérazine; N,N-diméthylaminoéthylmorpholine et combinaisons de triéthylènediamine de ceux-ci. De préférence, le catalyseur d'amine tertiaire comprend un ou plusieurs composés sélectionnés parmi, mais non exclusivement, le groupe composé de triéthylènediamine; bis(N,N-diméthyl-2-aminoéthyl)éther; N,N- diméthyléthanolamine; N,N-diméthylcyclohexylamine; ou une combinaison de ceux- ci. Le catalyseur d'amine tertiaire est avantageux pour la production de mousses d'injection de polyuréthane car il offre une bonne efficacité du catalyseur, accélérant les temps de durcissement et augmentant l'efficacité de la production. Lesdits catalyseurs d'amine tertiaire atténuent les réactions secondaires indésirables, — assurant un processus de synthèse plus précis et contrôlé. De plus, la stabilité de stockage améliorée des catalyseurs d'amine tertiaire contribue à un stockage prolongé sans compromettre l'intégrité des composants polyol et isocyanate.
Dans un mode de réalisation, le catalyseur comprend un rapport de catalyseur à base d'un sel métallique à catalyseur d'amine tertiaire de 1:4 à 3:4. De préférence, le rapport est de 1:3 à 2:3, plus de préférence, le rapport est de 1:2. Ceci est avantageux pour avoir des taux de réaction plus élevés et une charge de catalyseur
15 BE2024/5515 plus faible combinée à une réactivité plus large pour un groupe plus large de polyols et de polyisocyanates.
Dans un mode de réalisation, le polyol comprend un ou plusieurs composés sélectionnés parmi, mais non exclusivement, le groupe composé d’un polyol contenant du saccharose; un polyol contenant du phénol formaldéhyde; un polyol contenant du glucose; un polyol contenant du sorbitol; un polyol contenant de la glycérine; un polyol contenant du méthylglucoside; un polyol de polyester aromatique; un polyol de polyester aliphatique; un polyol de polyéther aromatique; un polyol de polyéther aliphatique; un polyol de polybutadiène; un polyol de polycaprolactone; un polyol de polycarbonate; un polyol de polyoléfine à terminaison hydroxyle; un polyol greffé; du glycérol; de l'éthylène glycol: du diéthylène glycol; du polyéthylène glycol; du polyol contenant du propylène glycol; des copolymères greffés de polyols de polyéther avec un polymère vinylique; un copolymère d'un polyol de polyéther avec une polyurée; un ou plusieurs composés (a) condensés avec un ou plusieurs composés (b): (a) glycérine, éthylène glycol, diéthylène glycol, triméthylolpropane, pentaérythritol, huile de soja, lécithine, huile de pin, huile de palme, huile de ricin; (b) oxyde d'éthylène, oxyde de propylène, un mélange d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène; un polyol initié par une amine; et un polyol de base de Mannich. La combinaison de polyols est avantageuse pour adapter la résistance à la flexion, la résistance aux chocs, la résistance à l'usure, la stabilité thermique et la stabilité au vieillissement du polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, les polyols dans le composant polyol comprennent du — polyéthylène glycol. De préférence, le composant polyol comprend du polyéthylène glycol en 30 % pds à 55 % pds par rapport au poids du composant polyol. Plus de préférence , le composant polyol comprend du polyéthylène glycol en au moins 32 % pds, plus de préférence en au moins 35 %, plus de préférence en au moins 37 %, plus de préférence en au moins 40 %, plus de préférence en au moins 42 %. Plus de préférence, le composant polyol comprend du polyéthylène glycol en au plus 52 % pds par rapport au poids du composant polyol, plus de préférence en au plus 50 %, plus de préférence en au plus 47 %, plus de préférence en au plus 45 %.
Dans un mode de réalisation, le polyéthylène glycol compris dans les polyols est de 10% pds à 30 % pds par rapport au poids des polyols. Plus de préférence, les polyols comprennent du polyéthylène glycol en au moins 12 % pds, plus de préférence au moins 14 %, plus de préférence au moins 16 %, plus de préférence au moins 18 %.
De préférence, le composant polyol comprend du polyéthylène glycol en au plus 28
16 BE2024/5515 % pds par rapport au poids des polyols, plus de préférence au plus 26 %, plus de préférence au plus 24 %.
Les modes de réalisation concernant le polyéthylène glycol sont avantageux car les polyéthylène glycols ont une fonctionnalité de 2, ce qui aide à prolonger la chaîne principale du polyuréthane. Cela a un effet positif sur la résilience du polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, le polyéthylène glycol a un poids moléculaire moyen en nombre de 300 g/mol à 500 g/mol. De préférence, le poids moléculaire moyen en nombre du polyéthylène glycol est d'au moins 330 g/mol, plus de préférence d'au moins 350 g/mol, plus de préférence d'au moins 380 g/mol. De préférence, le poids moléculaire moyen en nombre du polyéthylène glycol est d'au plus 4800 g/mol, plus de préférence d'au plus 450 g/mol, plus de préférence d'au plus 420 g/mol. La plage de poids moléculaire moyen en nombre intermédiaire de 300 g/mol à 500 g/mol s'avère avantageuse car elle améliore la mobilité de la chaîne principale du polyuréthane, augmentant la résistance à l'impact par rapport aux polyols de poids moléculaire plus faible. La viscosité due au poids moléculaire moyen en nombre intermédiaire du polyéthylène glycol est faible.
Dans le contexte de la présente invention, une faible ou une haute viscosité en termes de composant isocyanate et de composant polyol compris dans le kit sont définies par ASTM D 445, une faible viscosité est inférieure à 5.000 mPa.s, une haute viscosité est comprise entre 5.000 mPa.s et 50.000 mPa.s.
Dans un mode de réalisation, un indice d’hydroxyle du polyéthylène glycol compris dans le composant polyol est compris entre 201 mg KOH/g et 375 mg KOH/g. De préférence, un indice d’hydroxyle du polyéthylène glycol compris dans le composant polyol est supérieur à 220 mg KOH/g, plus de préférence supérieur à 240 mg KOH/g, plus de préférence supérieur à 260 mg KOH/g. L'indice d’hydroxyle du polyéthylène — glycol compris dans le composant polyol est de préférence inférieur à 350 mg KOH/g, plus de préférence inférieur à 325 mg KOH/g, plus de préférence inférieur à 300 mg
KOH/g. L'indice d’hydroxyle est mesuré selon ASTM D 4274:2023. L'indice d’hydroxyle compris entre 200 mg KOH/g et 375 mg KOH/g est avantageux car le nombre de groupes hydroxyles réactifs disponibles par gramme de polyéthylène glycol décrit la capacité des polyols à étendre la chaîne polymère et/ou à promouvoir le réticulation de la mousse d'injection de polyuréthane.
17 BE2024/5515
Dans un mode de réalisation, les polyols dans le composant polyol comprennent un diéthylène glycol. De préférence, le composant polyol comprend un diéthylène glycol en 10 % pds à 30 % pds par rapport au poids du composant polyol. De préférence, le composant polyol comprend un diéthylène glycol en au moins 12 % pds, de préférence au moins 15 % pds, plus de préférence au moins 17 % pds. Plus de préférence, le composant polyol comprend un diéthylène glycol en au plus 28 % pds par rapport au poids du composant polyol, plus de préférence au plus 26 % pds, plus de préférence au plus 24 % pds.
Dans un mode de réalisation, le diéthylène glycol compris dans les polyols est de 15 % pds à 35 % pds par rapport au poids des polyols. Plus de préférence, les polyols comprennent un diéthylène glycol en au moins 17 % pds, de préférence au moins 19 % pds, plus de préférence au moins 21 % pds. De préférence, le composant polyol comprend un diéthylène glycol en au plus 30 % pds par rapport au poids des polyols, plus de préférence au plus 25 % pds. Alternativement, le diéthylène glycol peut être remplacé par de la glycérine dans les mêmes pourcentages en poids.
Les modes de réalisation concernant le diéthylène glycol sont avantageux car les diéthylène glycols ont une courte chaîne principale d'oléfine et une fonctionnalité de 2, ce qui aide à densifier la chaîne principale du polyuréthane, résultant en une chaîne principale de polyuréthane rigide. Cette rigidité améliore la raideur du polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, les polyols dans le composant polyol comprennent un polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé. De préférence, le composant polyol comprend un polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé en 5 % pds à 35 % pds par rapport au poids du composant polyol.
Plus de préférence, le composant polyol comprend un polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé d'au moins 7 % pds, de préférence d'au moins 9% pds, plus de préférence d'au moins 11 % pds. De préférence, le composant polyol comprend un polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé d'au plus 33 % pds par rapport au poids du composant polyol, de préférence d'au plus 30 % pds, plus de préférence d'au plus 27 % pds, plus de préférence d'au plus 24 % pds.
Dans un mode de réalisation, le polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé compris dans les polyols est de 30 % pds à 55 % pds par rapport au poids des polyols. Plus de préférence, les polyols comprennent un polyéther polyol
18 BE2024/5515 avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé d'au moins 33 % pds, de préférence d'au moins 35 % pds, plus de préférence d'au moins 37 % pds, plus de préférence d'au moins 40 % pds. De préférence, le composant polyol comprend le polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé d'au plus 52 % pds par rapport au poids des polyols, plus de préférence d'au plus 50 % pds.
Dans le présent document, le poids moléculaire moyen en nombre élevé du polyéther polyol est compris entre 1.000 g/mol et 25.000 g/mol. En conséquence, la viscosité du polyéther polyol d'un poids moléculaire moyen en nombre élevé est faible.
Dans un mode de réalisation, un indice d’hydroxyle du polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé compris dans le composant polyol est compris entre 5 mg KOH/g et 75 mg KOH/g. De préférence, un indice d’hydroxyle du polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé compris dans le composant polyol est supérieur à 10 mg KOH/g, plus de préférence supérieur à 15 mg KOH/g, plus de préférence supérieur à 20 mg KOH/g. L'indice d’hydroxyle du polyéther polyol avec un poids moléculaire moyen en nombre élevé compris dans le composant polyol est de préférence inférieur à 65 mg KOH/g, plus de préférence inférieur à 55 mg KOH/g, plus de préférence inférieur à 45 mg KOH/g, plus de préférence inférieur à 35 mg KOH/g. L'indice d’hydroxyle est mesuré selon ASTM D 4274:2023. Il indique que le polyol de polyéther ayant un poids moléculaire moyen en nombre élevé a une faible fonctionnalité par rapport à son poids moléculaire.
Les modes de réalisation du polyol de polyéther ayant un poids moléculaire moyen en nombre élevé sont avantageux car le polyol de polyéther ayant un poids moléculaire moyen en nombre élevé et une fonctionnalité d'au moins deux, aide à allonger la chaîne principale du polyuréthane. En conséquence, le polyuréthane est plus résilient et a une résistance aux chocs plus élevée.
Dans un mode de réalisation, le polyol de polyéther ayant un poids moléculaire moyen en nombre élevé comprend un antioxydant. De préférence, l'antioxydant est un antioxydant exempt de hydroxytoluène de butyle, tel que des phénols inhibés, des antioxydants phosphites ou des stabilisants de lumière à base d'amine empêchée.
Dans un mode de réalisation, un polyol compris dans le composant polyol comprend un absorbeur de chocs. De préférence, l'absorbeur de chocs est compris dans le polyéther polyol à poids moléculaire moyen en nombre élevé. De préférence,
19 BE2024/5515 l'absorbeur de chocs est un copolymère de styrène acrylonitrile (SAN). De préférence, une quantité de SAN comprise dans le polyéther polyol à poids moléculaire moyen en nombre élevé est comprise entre 17 % pds et 33 % pds par rapport au pourcentage en poids du polyéther polyol à poids moléculaire moyen en nombre élevé. Plus de préférence, la quantité de SAN comprise dans le polyéther polyol à poids moléculaire moyen en nombre élevé est au moins de 20 % pds par rapport au pourcentage en poids du polyéther polyol à poids moléculaire moyen en nombre élevé, plus de préférence d'au moins 22 %. Plus de préférence, la quantité de SAN comprise dans le polyéther polyol à poids moléculaire moyen en nombre élevé est au plus de 30 % pds par rapport au pourcentage en poids du polyéther polyol à poids moléculaire moyen en nombre élevé, plus de préférence au plus de 27 %. Le SAN améliore la résilience du polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, les polyols comprennent un polyol Mannich. De préférence, le polyol Mannich a une fonctionnalité de 4,0. De préférence, le polyol
Mannich comprend des polyéthers polyols aromatiques aminés.
Dans un mode de réalisation, les polyols comprennent le polyol Mannich en 5 % pds à 35 % pds par rapport au poids des polyols. De préférence, les polyols comprennent le polyol Mannich en au moins 8 % pds par rapport au poids des polyols, plus de préférence au moins 12 %. De préférence, le polyol Mannich est au plus de 30 % pds compris dans les polyols et par rapport au poids des polyols, plus de préférence au plus de 25 %.
Dans un mode de réalisation, le composé de polyol comprend le polyol Mannich en 5 % pds à 30 % pds par rapport au poids du composant polyol. De préférence, le composé de polyol comprend le polyol Mannich en au moins 8 % pds par rapport au poids du composant polyol, plus de préférence au moins 12 %. De préférence, le composant polyol comprend le polyol Mannich en au plus 27 % pds par rapport au poids du composant polyol, plus de préférence en au plus 24 %. Le polyol Mannich a une viscosité élevée.
Dans un mode de réalisation, un indice d’hydroxyle du polyol Mannich compris dans le composant polyol est compris entre 450 mg KOH/g et 750 mg KOH/g. De préférence, un indice d’hydroxyle du polyol Mannich compris dans le composant polyol est supérieur à 500 mg KOH/g, plus de préférence supérieur à 550 mg KOH/g.
L'indice d’hydroxyle du polyol Mannich compris dans le composant polyol est de préférence inférieur à 700 mg KOH/g, plus de préférence inférieur à 650 mg KOH/g.
20 BE2024/5515
L'indice d’hydroxyle est mesuré selon ASTM D 4274:2023. Il indique que le polyol
Mannich a une faible fonctionnalité par rapport à son poids moléculaire.
Les modes de réalisation concernant le polyol Mannich sont avantageux car ils contribuent à de bonnes propriétés thermiques, ils contribuent à la résistance au feu et ils offrent une bonne mousse d'injection PUR rigide en raison de l'amine et de l'anneau aromatique dans les polyéthers polyols aminés aromatiques et ils ont des viscosités plus élevées. Lorsqu'ils sont combinés dans le mélange de polyols en quantités non trop élevées, le polyoléfine polyol à terminaison hydroxyle peut améliorer l'aptitude au traitement tant au niveau du comportement d'écoulement du composant polyol qu’au niveau des bonnes capacités de mélange avec le composant isocyanate.
Dans un mode de réalisation préféré, un rapport de polyols à indice d’hydroxyle élevé à des polyols à indice d’hydroxyle faible est de 3:1 à 1:1. De préférence, le rapport de polyols à indice d’hydroxyle élevé à des polyols à indice d'hydroxyle faible est de 4:2 à 1:1, plus de préférence, le rapport est de 4:3 à 1:1. Un indice d’hydroxyle élevé est supérieur à 200 mg KOH/g, respectivement un indice d'hydroxyle fiable est compris entre 20 mg KOH/g et 200 mg KOH/g. Une quantité inférieure de d'indices d'hydroxyles faibles par rapport à une quantité d'indices d'hydroxyles élevés est avantageuse pour adapter les propriétés mécaniques de manière à avoir une bonne rigidité du polyuréthane en combinaison avec une flexibilité suffisante. Pour les exigences de bonne rigidité et de flexibilité suffisante, voir le troisième aspect.
Dans un mode de réalisation, le polyisocyanate comprend un ou plusieurs composés choisis parmi, mais non exclusivement, le groupe des diisocyanates aromatiques, des triisocyanates aromatiques, des tétraisocyanates aromatiques, des polyisocyanates arylalkyles, des polyisocyanates aliphatiques, des isocyanates de polyméthylène de polyphényle, des diisocyanates d'alkylène, des polyisocyanates — aromatiques.
Dans un mode de réalisation, les diisocyanates aromatiques comprennent un ou plusieurs polyisocyanates choisis parmi, mais non exclusivement, le groupe de polyisocyanate diphénylméthane-4,4'-diisocyanate, diphénylméthane-2,4'- diisocyanate, diphénylméthane diisocyanate polymère, toluène-2,4-diisocyanate, toluène-2,6-diisocyanate ou leurs mélanges. Le diphénylméthane-4,4'-diisocyanate, le diphénylméthane-2,4'-diisocyanate et leurs mélanges sont désignés de manière générique par MDI, et peuvent être inclus dans le polyisocyanate. Le toluène-2,4-
21 BE2024/5515 diisocyanate, le toluène-2,6-diisocyanate et les mélanges de ceux-ci sont désignés de manière générique par TDI et peuvent également être inclus par le polyisocyanate. Les diisocyanates modifiés peuvent également être utilisés, tels que les diisocyanates modifiés par l'urétonimine, polymères ou prépolymérisés. Ces — diisocyanates aromatiques sont avantageux pour leur haute réactivité, offrent une bonne résistance à l'hydrolyse, ont une bonne rigidité et une bonne stabilité thermique pour le polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, le composant polyol a une viscosité de 1.000 mPa.s à 9.000 mPa.s mesurée selon ASTM D 445. De préférence, le composant polyol a une viscosité d'au moins 1.150 mPa.s, plus de préférence d'au moins 1.300 mPa.s, plus de préférence d'au moins 1.450 mPa.s. Le composant polyol a une viscosité d'au plus 8.000 mPa.s, de préférence d'au plus 7.000 mPa.s, plus de préférence d'au plus 6.000 mPa.s, plus de préférence d'au plus 5.000 mPa.s. Une viscosité du composant polyol comprise entre 1.000 mPa.s et 9.000 mPa.s est avantageuse pour avoir une bonne dispersion avec le composant isocyanate lors du mélange lorsque le composant isocyanate a une viscosité similaire avec un écart maximal de 30 % de la viscosité du composant polyol, de préférence un écart maximal de 20 %.
Dans un mode de réalisation, un rapport des polyols aux polyisocyanates compris dans le kit est de 1:2 à 1:1, de préférence le rapport est de 3:2 à 1:1.
Dans un deuxième aspect, l'invention concerne une méthode de fabrication d'une plaque d’égout en polyuréthane.
La méthode comprend les étapes suivantes: la production d’un mélange réactionnel de polyuréthane à partir d'un kit, dans lequel le kit comprend un composant polyol et un composant isocyanate, le composant polyol comprenant essentiellement des polyols et le composant isocyanate comprenant essentiellement des polyisocyanates; l'introduction d’un renforcement dans le mélange réactionnel de polyuréthane; l’injection du mélange réactionnel dans un moule; et le durcissement du mélange réactionnel avec le renforcement pour obtenir la plaque d’égout à base de polyuréthane. L'introduction de renforcement dans le polyuréthane donne a la plaque d'égout des propriétés mécaniques améliorées qui peuvent mieux résister à la déformation de la plaque d’égout.
Dans un mode de réalisation, l'injection du mélange réactionnel de polyuréthane comprend les étapes du mélange du composant polyol et du composant isocyanate
22 BE2024/5515 à des températures comprises entre 10°C et 80°C et de l'introduction du mélange réactionnel de polyuréthane dans le moule.
Dans un mode de réalisation, ledit moule a une température de 20°C à 180°C. Dans un mode de réalisation, la pression pour maintenir le moule fermé pendant le durcissement de la plaque d’égout à base de polyuréthane est de 10 à 100 bar pendant 1 à 15 minutes.
Dans un mode de réalisation, lors de la production dudit couvercle de regard, des renforcements comprenant des fibres sont introduits dans ledit mélange réactionnel de polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, l'introduction du renforcement dans le mélange réactionnel de polyuréthane se fait par dispersion à travers le polyuréthane. — Alternativement, l'introduction du renforcement consiste à poser des couches ou des nattes dans un moule et les couches ou nattes sont imprégnées du mélange réactionnel de polyuréthane. Cela est avantageux pour une bonne mouillabilité des fibres avec le mélange réactionnel de polyuréthane.
Dans un troisième aspect, l'invention concerne une plaque d’égout à base de polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, la plaque d’égout à base de polyuréthane ne comprend pas de bulles d'air piégées dans la plaque d'égout à base de polyuréthane. De préférence, aucune bulle n'est présente dans la plaque d'égout à base de polyuréthane. Comme aucun agent moussant n'est compris dans la plaque d’égout à base de polyuréthane, un moussage excessif ne se produit pas dans le couvercle, résultant en une rigidité suffisamment élevée pour la plaque d'égout à base de polyuréthane. "Pas de bulles" signifie que la gravité spécifique n'est pas inférieure à une gravité spécifique calculée de la plaque d’égout à base de polyuréthane. Si des bulles dues au moussage étaient présentes dans la plaque d’égout à base de polyuréthane, elles seraient trop petites en taille et en quantité pour être détectées, n'ayant ainsi aucun impact sur les propriétés mécaniques de la plaque d’égout à base de polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, la plaque d’égout à base de polyuréthane a une gravité spécifique de 1,4 g/cm? à 2,3 g/cm3 selon ISO 1183. De préférence, la gravité spécifique de la plaque d’égout à base de polyuréthane est comprise entre 1,55
23 BE2024/5515 g/cm3 et 2,10 g/cm3, plus de préférence entre 1,70 g/cm3 et 1,90 g/cm3. Une gravité spécifique de la plaque d’égout à base de polyuréthane comprise entre 1,4 g/cm3 et 2,3 g/cm: est avantageuse car une gravité spécifique inférieure à la limite inférieure suggérerait la présence de bulles piégées dans la plaque d’égout réduisant sa rigidité et une gravité spécifique supérieure à la limite supérieure signifie une surcharge de fibres de verre, ce qui rendrait la plaque d’égout insuffisamment imprégné par le polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, la plaque d'égout à base de polyuréthane a un module de flexion de 9.000 MPa à 18.000 MPa selon ISO 14125. De préférence, une plaque d’égout à base de polyuréthane avec un module de flexion de 9.000 MPa à 18.000
MPa a une résistance à la flexion de 150 MPa à 450 MPa selon ISO 14125. De préférence, le module de flexion de 9.000 MPa à 18.000 MPa en combinaison avec une résistance à la traction de 60 MPa à 300 MPa selon ISO 527-4. Une rigidité suffisante implique un module de flexion d'un minimum de 9.000 MPa car cela est avantageux de résister à au moins 1 tonne sans déformation.
Dans un mode de réalisation, la plaque d'égout à base de polyuréthane a une résistance à l'impact de 60 J/m2 à 150 J/m? selon ISO 179. Cela est avantageux pour avoir une flexibilité suffisante pour dissiper une force d'impact sur la plaque d’égout à base de polyuréthane sans déformation de la plaque d’égout à base de polyuréthane.
Dans un mode de réalisation, le renforcement de la plaque d’égout à base de — polyuréthane comprenant des fibres est ajouté à un mélange réactionnel de polyuréthane. De préférence, la plaque d’égout comprend 20 % pds à 60 % pds de fibres par rapport au poids total de la plaque d’égout. L'ajout de fibres comme renforcement est avantageux pour un renforcement isotrope par les fibres.
Dans un mode de réalisation supplémentaire, la plaque d'égout à base de polyuréthane comprend une ou plusieurs fibres choisies parmi le groupe de fibres de verre courtes, fibres de verre longues, fibres de carbone courtes, fibres de carbone longues, fibres de polyester courtes, fibres de polyester longues. Les fibres courtes ont une longueur inférieure à 10,0 mm et un ratio d'aspect égal ou inférieur à 0,025, les fibres longues ont une longueur supérieure à 10,0 mm et un ratio d'aspect supérieur à 0,025. De préférence, les fibres de verre fournissent un renforcement au polyuréthane. Alternativement, une ou plusieurs nattes tissées peuvent être comprises dans la plaque d'égout à base de polyuréthane, telles que: des fibres de
24 BE2024/5515 verre tissées, des fibres de carbone tissées ou des fibres de polyester tissées. Les fibres tissées donnent une rigidité accrue en fonction de l'orientation d'une ou plusieurs nattes.
Une personne qualifiée dans le domaine des produits en polyuréthane appréciera qu'un kit selon un premier aspect peut être utilisé pour la méthode selon le deuxième aspect. Que le kit selon le premier aspect peut être utilisé pour fabriquer la plaque d’égout à base de polyuréthane selon le troisième aspect et que la méthode selon le deuxième aspect peut être utilisé pour fabriquer une plaque d’égout à base de polyuréthane selon le troisième aspect. Ainsi, la plaque d'égout à base de polyuréthane selon le troisième aspect peut être fabriqué avec un kit selon le premier aspect par la méthode du deuxième aspect. Par conséquent, dans ce qui a été décrit précédemment et dans ce qui suit, les trois aspects de la présente invention seront traités ensemble. De plus, toute caractéristique, décrite ci-dessus et ci-dessous, peut se rapporter à l'un des trois aspects, même lorsque la caractéristique est décrite en relation avec un aspect particulier de la présente invention.
L'invention sera décrite plus en détail par les exemples non limitatifs suivants qui illustrent davantage l'invention, et ne sont pas destinés à, ni ne doivent être interprétés comme limitant la portée de l'invention.
EXEMPLES
Les exemples 1 à 3 concernent des compositions possibles du kit comprenant le — composant isocyanate et le composant polyol selon la présente invention. Les pourcentages en poids sont relatifs au poids du composant isocyanate ou du composant polyol respectivement.
Exemple 1 monsoon | LL comes 1 polyols 32 % pds de polyol de polyéther de poids moléculaire élevé et 8 % pds d’absorbeur de chocs: SAN; 25 % pds de propylène glycol; % pds de polyol de polyéther aliphatique
25 BE2024/5515 catalyseurs 0,03 % pds de N,N-diméthanolamine;
PT 005% een additifs 4,5 % pds d'adsorbant d'eau
PTT aan
Example 2 [composantisooyamate
CCC polyols 35 % pds de polyéthylène glycol; 25 % pds de polyol de polyéther aromatique de poids moléculaire élevé: 35 % pds de diéthylène glycol
Exemple 3 [composantisooyamate
CC polyols 15 % pds de polyol de polyester aromatique; 25 % pds de diéthylène glycol; 15 % pds de polyol Mannich; 40 % pds de polyol de polybutadiène catalyseurs 0,04 % pds de bis(N,N-diméthyl-2-aminoéthyl) éther; 0,02 % pds d'octanoate de zinc additifs 3,5 % pds de zéolite synthétique 1,7 % pds de pâte pigmentaire 0,2 % pds d'agent antimousse
Exemple 4
L'exemple 4 se rapporte à une méthode et à un kit pour obtenir une plaque d’égout à base de polyuréthane selon la présente invention.
Le kit selon l'exemple 4 comprend un composant isocyanate et un composant polyol ayant une composition telle que décrite dans l'exemple 1. Les deux composants sont fournis dans un récipient de 20 L. Les deux récipients sont introduits dans une
26 BE2024/5515 chambre de mélange, ensemble avec de longues fibres de verre avec une longueur de 15 mm et un rapport d'aspect de 20 en 35 % pds par rapport au poids total de la plaque d'égout à base de polyuréthane et ils sont mélangés pendant 60 s à température ambiante. Le composant polyol et le composant isocyanate sont mélangés dans un rapport volumique de 1:1. La chambre de mélange est connectée à une buse. La chambre de mélange est vidée sous pression pour injecter le mélange réactionnel de polyuréthane dans un moule. Le temps de gel du mélange réactionnel est de 90 s à 140 s. Le durcissement du polyuréthane dans le moule se fait à une température de 120°C pendant 8 minutes à une pression de 63 bars.
La plaque d’égout à base de polyuréthane a les caractéristiques techniques suivantes après durcissement.
Exemple 5
L'exemple 5 concerne une méthode et un kit pour obtenir une mousse d'injection
PUR selon la présente invention.
Le kit selon l'exemple 3 comprend un composant isocyanate et un composant polyol ayant une composition telle que décrite dans l'exemple 3. Les deux composants sont fournis dans un récipient de 10 L. Les deux récipients sont introduits dans une chambre de mélange et mélangés pendant 60 s à 30°C. La chambre de mélange est connectée à une buse. La chambre de mélange est vidée sous pression pour injecter le mélange réactionnel de polyuréthane dans un moule contenant trois couches de nattes en polyester. Le temps de gélification du mélange réactionnel est de 90 s-140 s. Le durcissement du polyuréthane dans le moule se fait à une température de 140°C pendant 5 minutes à une pression de 48 bars.
La plaque d’égout à base de polyuréthane présente les caractéristiques techniques suivantes après durcissement.
27 BE2024/5515

Claims (20)

28 BE2024/5515 REVENDICATIONS
1. Un kit pour la production d’un polyuréthane adapté à la production d’une plaque d’égout à base de polyuréthane, comprenant: - un polyisocyanate; et - un composant polyol: dans lequel le composant polyol comprend 75 à 99 % pds de polyol, 0,01 à 0,5 % pds de catalyseur et 0,1 à 10 % d'additifs, dans lequel les additifs comprennent un adsorbant d'eau, caractérisé en ce que le catalyseur comprend un catalyseur à base d’un sel métallique et un catalyseur d’amine tertiaire dans un rapport de 1:4 à 3:4.
2. Le kit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les additifs comprennent entre 30 % pds et 85 % pds de l'adsorbant d’eau.
3. Le kit selon les revendications précédentes 1 ou 2, caractérisé en ce que les additifs comprennent un agent antimousse entre 1 % pds et 10 % pds.
4. Le kit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les additifs comprennent un rapport de l’adsorbant d’eau et de l'agent antimousse de 1:25 à 1:5.
5. Le kit selon les revendications précédentes 1 à 4, caractérisé en ce que l’adsorbant d’eau comprend des zéolites.
6. Le kit selon les revendications précédentes 3 à 5, caractérisé en ce que agent antimousse comprend un agent antimousse à base de silicone.
7. Le kit selon les revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce que le catalyseur comprend une quantité de 10 % pds à 45 % pds d’un catalyseur à base d’un sel métallique.
8. Le kit selon les revendications précédentes 1 à 7, caractérisé en ce que le catalyseur comprend une quantité de 45 % pds à 85 % pds d'un catalyseur d’amine tertiaire.
9. Le kit selon les revendications précédentes 1 à 8, dans lequel le catalyseur à base d’un sel métallique du composant polyol comprend un ou plusieurs catalyseurs organométalliques sélectionnés dans le groupe des sels
29 BE2024/5515 d'organoétain, d'organozinc, d'organobismuth, d'organopotassium ou une combinaison de ceux-ci.
10.Le kit selon les revendications précédentes 1 à 9, caractérisé en ce que le catalyseur d'amine tertiaire comprend un ou plusieurs composés sélectionnés dans le groupe de bis-(2-diméthylaminoéthyl)éther; bis(N,N-diméthyl-2- aminoéthyl)éther; N,N,N'-triméthy!-N'-hydroxyéthylbisamino-éthyl éther; N,N-diméthyléthanolamine; N,N-diméthylcyclohexylamine; N- méthyldicyclohexylamine; benzyldiméthylamine; pentaméthyle diéthylène triamine; N,N,N',N",N"-pentaméthyldipropylène triamine; N'-(3- (diméthylamino) propyl-N,N-diméthyl-1,3-propanediamine; 2-(2- diméthylaminoéthoxy)éthanol; N,N,N'-triméthylaminoéthy!l éthanolamine; 2- [N-(diméthylaminoéthoxyéthyl)-N-méthylamino]éthanol; N,N,N"-triméthyl- N’-3-aminopropyl-bis(aminoéthyl) éther ; N,N,N',N'-tetraméthylène diamine; N-éthylmorpholine; 2,2'dimorpholinodiéthylether; 1,3,5-tris(3- (diméthylamino) propyl)-hexahydro-s-triazine; 1,2-diméthlyimidazole; N- méthyl-,N'-(2-diméthyl-amino)éthylpipérazine; N,N- diméthylaminoéthylmorpholine et de triéthylènediamine combinaisons de ceux-ci.
11.Le kit selon l’une des revendications précédentes 1 à 10, caractérisé en ce que le polyol comprend un ou plusieurs composés sélectionnées dans le groupe composé d'un polyol contenant du saccharose; un polyol contenant du phénol formaldéhyde; un polyol contenant du glucose; un polyol contenant du sorbitol; un polyol contenant de la glycérine; un polyol contenant du méthylglucoside; un polyol de polyester aromatique; un polyol de polyester aliphatique; un polyol de polyéther aromatique; un polyol de polyéther aliphatique; un polyol de polybutadiène; un polyol de polycaprolactone; un polyol de polycarbonate; un polyol de polyoléfine à terminaison hydroxyle; un polyol greffé; du glycérol; de l'éthylène glycol; du diéthylène glycol; du polyéthylène glycol; du polyol contenant du propylène glycol; des copolymères greffés de polyols de polyéther avec un polymère vinylique; un copolymère d'un polyol de polyéther avec une polyurée; un ou plusieurs composés (a) condensés avec un ou plusieurs composés (b): (a) glycérine, éthylène glycol, diéthylène glycol, triméthylolpropane, pentaérythritol, huile de soja, lécithine, huile de pin, huile de palme, huile de ricin; (b) oxyde d'éthylène, oxyde de propylène, un mélange d'oxyde
30 BE2024/5515 d'éthylène et d'oxyde de propylène; un polyol initié par une amine; et un polyol de base de Mannich.
12.Le kit selon l’une des revendications précédentes 1 à 11, caractérisé en ce que le polyisocyanate comprend un ou plusieurs composés sélectionnés dans le groupe des diisocyanates aromatiques, des triisocyanates aromatiques, des tétraisocyanates aromatiques, des polyisocyanates arylalkyles, des polyisocyanates aliphatiques, des isocyanates de polyméthylène de polyphényle, des diisocyanates d'alkylène, des polyisocyanates aromatiques.
13.Une méthode pour la production d’une plaque d’égout, dans laquelle ledit plaque d’ de regard est fabriqué au moyen d’un mélange réactionnel de polyuréthane obtenu au moyen d’un kit selon lune des revendications précédentes 1 à 12 et dans lequel, pendant la production dudit plaque d’égout, des renforcement comprenant des fibres sont introduits dans ledit mélange réactionnel de polyuréthane.
14.La méthode selon la revendication 13, dans lequel l'introduction dudit renforcement dans le mélange réactionnel de polyuréthane se fait par dispersion à travers le polyuréthane.
15.Une plaque d'égout à base de polyuréthane, caractérisé en ce que la plaque d’égout à base de polyuréthane est obtenu au moyen du kit selon l’une des revendications précédentes 1 à 12 et/ou est obtenu par la méthode selon la revendication 13 ou 14.
16.La plaque d’égout à base de polyuréthane selon la revendication 15, dans lequel la plaque d'égout à base de polyuréthane ne comprend pas de bulles piégées dans la plaque d'égout à base de polyuréthane.
17.La plaque d’égout à base de polyuréthane selon les revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que la plaque d’ égout à base de polyuréthane a une gravité spécifique de 1,4 g/cm: à 2,3 g/cm8 selon ISO 1183.
18.La plaque d'égout à base de polyuréthane selon l’une des revendications précédentes 15 à 17, caractérisé en ce que la plaque d'égout à base de polyuréthane a un module de flexion de 9000 MPa à 18000 MPa selon ISO 14125.
31 BE2024/5515
19.La plaque d’égout à base de polyuréthane selon l’une des revendications précédentes 15 à 18, caractérisé en ce que la plaque d'égout à base de polyuréthane a une résistance à l'impact de 60 J/m? à 150 J/m? selon ISO
179.
20.La plaque q'égout à base de polyuréthane selon l’une des revendications précédentes 15 à 19, dans lequel la plaque d’égout à base de polyuréthane comprend une ou plusieurs fibres choisies parmi le groupe de fibres de verre courtes, fibres de verre longues, fibres de carbone courtes, fibres de carbone longues, fibres de polyester courtes, fibres de polyester longues.
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