BE506553A

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Publication number: BE506553A
Authority: BE
Priority date: 1950-10-21
Also published as: FR1054050A

Description


   <EMI ID=1.1> 

  
L'invention concerne les résines synthétiques de phénol-formaldéhyde et des résines synthétiques analogues dérivées de composés hydroxy aromatiques et d'aldéhydes (comme les résines crésol-formaldéhyde et xylénol-formaldéhyde), dites ci-après résines phénoliques, ainsi que leur utilisation

  
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On a utilisé de plus en plus pendant les dernières années des résines phénol-formaldéhyde et-d'autres résines phénoliques durcissant à chaud, comme.adhésif, en particulier pour le collage'de feuilles de bois

  
dans la production de bois contreplaqué. En pratique, on; revêt les surfaces des feuilles de bois qu'une composition adhésive appropriée contenant la résine,  puis on colle à la presse un certain nombre de feuilles les unes aux autres sous l'action de chaleur et de pression. Les résines s'emploient aussi pour fabriquer des plaques à partir de sciure ou de copeaux de bois, en soumettant un mélange de sciure ou de copeaux de bois et d'une composition, adhésive contenant la résine, à l'action de la chaleur et de la pression. Dans ces fabrications, on utilise avec avantage des solutions aqueuses de résines phénolformaldéhyde, qu'on peut facilement appliquer sur le bois ou mélanger à de la sciure ou à des copeaux de bois, et des résines utilisées sous cette forme durcissent de façon très satisfaisante par application de chaleur et de pression.. 

  
Il est fréquemment désirable dans ces fabrications et dans d'autres, spécialement quand on doit utiliser les résines en solution .aqueuse 

  
 <EMI ID=3.1> 

  
La principale difficulté réside en ce que souvent des. résines ayant de bonnes propriétés de conservation ont des températures de pressage (ou de vulcanisation) plus élevées que ce qui est désirable en réalité, à supposer que la résine doive être durcie en un temps raisonnable. On remarquera que si on doit utiliser les résines comme adhésifs ou à des fins analogues, il est désirable que la constitution de la résine soit telle que la température de passage soit aussi faible que possible, par exemple pour la fabrication de bois contreplaqué. Une température de pressage peu élevée est particulièrement désirable dans ce dernier cas parce qu'on peut alors utiliser des bois de placage ayant une teneur en humidité relativement élevée, contenant peut-

  
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de la formation de vapeur d'eau. En outre, il existe également un danger moindre de gauchissement résultant de grandes variations de la teneur en humidité pendant le pressage. 

  
Une température de pressage réellement basse est néanmoins souvent impossible. On a trouvé par exemple qu'il est difficile de produire des solutions aqueuses de résines phénol-formaldéhyde condensées en milieu alcalin, qui possèdent de bonnes propriétés de conservation et soient, en même temps aptes à être utilisées efficacement à une température de pressage inférieure à

  
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sonnable de peut-être quinze ou vingt minutes (pour prendre l'exemple du bois contreplaqué en feuilles). On peut admettre l'utilisation d'une température plus basse si une durée de pressage plus longue est acceptable, mais une durée de pressage plus longue signifie une opération plus lente, et pour des durées de pressage raisonnablement courtes, de quinze ou vingt minutes, une tempéra-

  
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Il est par conséquent souvent nécessaire en pratique d'accepter des températures de pressage élevées pour que la résine ait de bonnes propriétés de conservation. De ce fait, plus la température de pressage de la résine est basse, plus grande est en générale sa tendance au durcissement spontané

  
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l'expérience a montré que si une résine phénol-formaldéhyde, en particulier, doit être suffisamment stable pour résister à un stockage prolongé, spécialement dans des conditions tropicales et sans réfrigération, il est nécessaire en général, d'appliquer la température de pressage élevée indiquée plus haut.

  
On a tenté de produire des résines phénol-formaldéhyde condensées

  
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mais sans grand succès. Les efforts ont dans l'ensemble été dirigés en vue de modifier la construction de la résine synthétique de manière à lui conférer ces deux propriétés, et la difficulté rencontrée réside invariablement en ce que les deux propriétés paraissent incompatibles dans une certaine mesure.

  
La présente invention est relative à un nouveau procédé pour.vaincre cette difficulté, et elle est basée sur une nouvelle étude du problème. 

  
On a trouvé en fait qu'il existe une grande variété de substances inorganiques qui, ajoutées à une résine phénol-formaldéhyde ou autre résine phénolique condensée en milieu alcalin, ont pour effet de réduire la température de pressage. On peut dénommer ces substances "agents d'accélération" et leur emploi per-

  
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de conservation (même si d'ordinaire cela exigeait une température de pressage élevée) mais néanmoins de durcir en présence de l'agent d'accélération à une

  
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durée de pressage de vingt minutes ou même moins. Des durées de pressage aussi faibles que dix minutes conviennent parfois., Ainsi, au lieu d'essayer de produire une résine ayant une basse température de pressage inhérente avec risque d'échec au stockage, il suffit d'assurer que les propriétés de conservation de la résine soient conformes aux exigences et de contrebalancer l'inconvénient de la température de pressage élevée en utilisant l'agent d'accélération.

  
Suivant la présente invention, on utilise donc comme adhésif ou

  
à d'autres fins, une résine phénolique condensée en milieu alcalin à laquelle on confère une température de pressage réduite par l'addition d'un agent accélérateur inorganique. 

  
On a trouvé qu'un nombre étonnamment grand de substances inorganiques sont aptes à agir comme agents accélérateurs et une fois que le prin-

  
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ées, pouvant du reste être identifiées par un simple essai. Toute une série d'agents accélérateurs convenables sont indiqués plus loin, et ils sont utilisés non seulement quand les résines doivent être utilisées comme adhésif mais également dans d'autres cas, même si les résines doivent être utilisées dans des poudres de moulage ou pour des coulées,

  
Il est d'ordinaire désirable d9introduire l'agent accélérateur peu avant l'utilisation de la résine, car ainsi les bonnes propriétés de stockage de la résine ne sont pas influencées. On remarquera que tout réactif tendant

  
à rendre plus aisé le durcissement sous l'action de la chaleur.et de la pression, peut accroître la tendance de la résine à durcir spontanément au stockage, Par conséquent, on introduit de préférence l'agent accélérateur peu avant l'emploi, et comme il est de pratique courante, quand on utilise des résines

  
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à une matière de charge juste avant l'emploi, il est très commode dans cette éventualité, d'introduire 1'agent accélérateur en même temps.

  
On peut même le mélanger à la matière de charge. Evidemment, dans les cas où l'agent accélérateur ne nuit pas sérieusement aux propriétés de stockage de la résine, on peut l'introduire plus tôt, et peut-être même lors de la fabrication de la résine.

  
Parmi le grand nombre de substances inorganiques aptes à agir comme agents accélérateurs on peut mentionner celles qui sont indiquées ci-après, qui sont pour la plupart des composés neutres. On peut les utiliser en mélanges, si on le désire. Pour la commodité, on les a réparties en différentes clas-

  
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 <EMI ID=14.1> 
 

  

 <EMI ID=15.1> 


  
Les exemples qui suivent illustrent l'emploi d'agents accélérateurs, et indiquent par exemple les quantités à utiliser.

  
La quantité est-importante, car un excès peut produire un durcissement trop facile et rendre par conséquent l'emploi de l'agent accélérateur plutôt difficile à régler. Toutefois, les quantités indiquées dans les exemples donnent dans beaucoup de cas des résultats tout-à-fait remarquables comme on le verra, et on pourrait-alors les réduire et obtenir encore une amélioration notable, Il est à remarquer qu'un agent accélérateur donné quelconque se comporte suivant différents degrés d'efficacité quand on l'utilise avec différentes résines, et une certaine discrimination est nécessaire dans le choix du meilleur agent accélérateur pour toute résine particulière. Toutefois, ceci n'est qu' une simple question d'essai.

  
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ayant une stabilité au stockage moindre que celles des Exemples 2 et 3. La résine de l'Exemple 2 est une résine modérément réactive mais ayant des propriétés de stockage exceptionnellement bonnes, tandis que l'Exemple 3 se rapporte à une résine de faible réactivité et possédant des propriétés de stockage également bonnes. Cette dernière résine donne entière satisfaction à une faible température de pressage quand on l'utilise sans agent accélérateur mais,

  
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emploi d'un agent de ce genre.

  
EXEMPLE 1.-

  
On prépare comme suit une solution de résine phénol-formaldéhyde. On mélange 510,9 gr. de phénol, contenant 8% d'eau en poids, 811 gr. de solution aqueuse de formaldéhyde à 37% et 382 gr d'eau, et on ajoute 200 gr. d'une solution à 50% d'hydroxyde de sodium dans l'eau. On chauffe les corps réagissants sous reflux pendant 85 minutes, et on les refroidit. On ajoute au produit refroidi, qui possède une viscosité de 280 unités McMichael à 21[deg.]C, encore 120 gr. d'une solution à 50% d'hydroxyde de sodium dans l'eau, et 383 gr. d'eau; la solution finale de résine obtenue a une viscosité de 10 unités McMi-

  
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On ajoute à 100 parties en poids de la solution de résine, 15 parties en poids de matière de charge de farine de coques de noix de coco et 10 parties en poids d'un agent accélérateur, et on mélange intimement la composition de colle ainsi obtenue.

  
On applique la composition à des carrés de 15 cm (6 pouces) de feuilles de placage en hêtre de 1,6 mm d'épaisseur et contenant 10% d'humidité, et on applique une seule couche de colle de 134 gr/m2 (0,0275 livres/pied carré). On prépare le contreplaqué en pressant l'une sur l'autre des séries de trois feuilles de placage (la feuille du milieu étant enduite de colle des deux côtés et les feuilles extérieures ne recevant pas de colle) à une pression de

  
 <EMI ID=19.1> 

  
les de placage (trois dans chaque. série) sont pressées en même temps, c'est-àdire superposées.

  
'Par conséquent, une face de chaque série est en contact direct avec une plaque chauffée. Les séries de feuilles de placage sont pressées pendant quinze minutes après l'assemblage. On prépare de cette manière un certain nombre de panneaux collés, on les empile à chaud pendant 24 heures dans un coffre après pressage, puis on les découpe chacun en deux parties ou éprouvettes.

  
On soumet la première éprouvette à un essai "au couteau" tel que décrit dans les normes britanniques nO.1455 de 1948 et on plonge la seconde éprouvette

  
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au couteau dans le but d'évaluer la résistance à l'eau du collage.

  
On effectueégalement un essai de contrôle en utilisant une compo-sition de colle consistant en résine de matière de charge de farine de coque de noix de coco à raison de 20 parties en poids pour 100 parties de solution de résine, sans agent accélérateur.

  
Le tableau suivant donne les résultats de l'essai au couteau appliqué à la première éprouvette dans chacune des séries d'expérience en utilisant différents agents accélérateurs dans la composition de colle, comparés au résultat obtenu dans l'essai de contrôle sans utilisation d'un agent ac-

  
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1948, indiquées comme suit:!

  

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Les résultats de l'essai au couteau sur les secondes éprouvettes qui ont été plongées pendant 16 heures dans de l'eau froide, sont dans chacun des cas où on a utilisé un des agents accélérateurs ci-dessus, ou bien

  
 <EMI ID=23.1> 

  
agent accélérateur.

  
Dans ce dernier cas, le collage est en fait adéquat, de sorte qu'on peut dire tout au moins que l'emploi de l'accélérateur n'a aucune action nuisible dans ces conditions humides, et qu'on obtient toujours un collage satisfaisant.

  
EXEMPLE 2.-

  
On prépare une solution de résine phénol-formaldéhyde comme dans

  
 <EMI ID=24.1> 

  
de noix de coco et d'agent accélérateur pour 100 parties en poids de la solution de résine sont dans certains cas plutôt différentes, comme indiqué ci-dessous. Les résultats de.tressai au couteau sur la première éprouvette sont, dans chaque cas, les suivants-. 

  

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 <EMI ID=26.1> 

  
On soumet ensuite la solution de résine additionnée de différents agents accélérateurs à des essais semblables à ceux décrits dans les deux exemples précédents en utilisant la même matière de charge et des quantités variables pour 100 parties en poids de la solution de résine, comme indiqué. Le ré-

  
 <EMI ID=27.1> 

  
suivant, le résultat en 1-'absence de tout agent accélérateur étant tellement mauvais que la séparation des feuilles de placage s&#65533;effectue relativement facilement. 

  

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En ce qui concerne les résultats'sur les secondes éprouvettes plongées dans l'eau froide pendant 16 heures, les feuilles de placage se 

  
 <EMI ID=29.1> 

  
préparée comme décrit dans 1-'exemple 1, on effectue des essais plus étendus sur un certain nombre d'agents accélérateurs. Bans chaque essai, on mélange 100 parties en poids de la solution de résine avec 15 parties en poids de matière de étage, et une quantité d'agent accélérateur telle qu'indiquée plus loin dans cet exemple 

  
On applique alors la composition à des carrés de 30 cm (12 pouces) de feuilles de placage de hêtre de 1,6 mm d'épaisseur et d'une :teneur

  
 <EMI ID=30.1> 

  
gr/m2 (0,0275 livres/pied carré). 

  
On prépare des panneaux de bois contreplaqué en pressant l'une contre l'autre des séries de trois, cinq, sept et.neuf feuilles de placage, en appliquant la. composition aux feuilles de placage de manière qu'il y ait une couche de colle entre des feuilles de placage adjacentes, de la fagon bien connue dans le métier, sous une pression de 14 Kgr/cm2 (200 livres/pouce carré). Dans chaque cas, on presse les panneaux pendant 45 minutes après avoir' assemblé les feuilles de placage, puis on les presse pendant différentes périodes

  
 <EMI ID=31.1> 

  
Dans chaque cas où on utilise plus de trois feuilles de placage, on ne presse qu'un seul panneau à chaque coup de presse; dans le cas où on utilise trois feuilles de placage, on superpose deux panneaux et on les presse en même temps. On mesure la résistance au cisaillement du bois contreplaqué ainsi obtenu (suivant les lignes de colle médianes), en utilisant des éprouvettes découpées de manière à donner une surface dressai de 645 mm2 (lpouce carré.) et on effectue de nouvelles mesures après que des échantillons de bois contreplaqué ont été plongés dans l'eau froide pendant 16 heures ou ont été immergés dans de l'eau bouillante pendant 6 heures.

   On examine dans chaque cas les faces des éprouvettes rompues et on estime à la vue le pourcentage de bois restant sur la ligne de colle (bois sur colle), qui donne une estimation grossière de la résistance relative du bois et de la colle.

  
On effectue également un essai de contrôle en utilisant une composition de colle qui consiste en solution de résine et une matière de charge
(15 parties en poids pour 100 parties de solution de résine) sans aucun agent accélérateur. 

  
On obtient les résultats repris dans le tableau suivant, les colonnes A, B et C se rapportant respectivement aux mesures d'essai effectuées après pressage, après trempage dans l'eau froide pendant 16 heures et après immersion dans l'eau bouillante pendant 6 heures. Un trait horizontal dans

  
 <EMI ID=32.1> 

  
comme agent accélérateur, où la matière de charge consiste en un mélange de

  
 <EMI ID=33.1> 

  
agent accélérateur utilisée est donnée en parties en poids pour 100 parties de solution de résine. 

  

 <EMI ID=34.1> 
 

  

 <EMI ID=35.1> 


  
 <EMI ID=36.1> 

  
On effectue d'autres essais en utilisant une solution de résine

  
 <EMI ID=37.1> 

  
On effectue'les essais exactement comme décrit dans l'exemple 4, et on obtient les résultats consignés aux tableaux ci-après. Dans chaque cas, on utilise 100 parties en poids de solution de résine;, 15 parties en poids

  
 <EMI ID=38.1> 

  
utilise plus de trois feuilles de placage, on ne presse qu'un seul panneau

  
à chaque coup de presse; dans le cas où on utilise,trois feuilles de placage  on superpose deux panneaux et on les presse en même temps. 

  
 <EMI ID=39.1> 

  

 <EMI ID=40.1> 

TABLEAU II

  

 <EMI ID=41.1> 
 

  

 <EMI ID=42.1> 
 

  

 <EMI ID=43.1> 

REVENDICATIONS.

  
1.- Composition caractérisée en ce qu'elle contient une résine

  
phénolique condensée en milieu alcalin pouvant être durcie sous l'action de

  
la chaleur et de la pression, et une substance inorganique ayant pour effet

  
de réduire la température de pressage de la résine.

  
2.- Composition caractérisée en ce qu'elle comprend une résine

  
phénol formaldéhyde pouvant être durcie sous Inaction de la chaleur et de la

  
pression, et une substance inorganique ayant pour effet de réduire la température de pressage de la résine.

Claims

3.- Composition suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en

ce que la résine se trouve sous forme d'une solution aqueuse.

4.- Composition suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée

en ce que la substance inorganique est un sel.

5.- Composition suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée

en ce que la substance inorganique est un sel qui est un agent oxydant. <EMI ID=44.1>

en ce que la substance inorganique est un agent codant autre qu'un sel.

7.- Composition suivant la revendication 1,. 2 ou 3, caractérisée

en ce que la substance inorganique est du bioxyde de manganèse.

<EMI ID=45.1>

en ce que la substance inorganique est un chromate ou un bichromate.

9.- Composition suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée

en ce que la substance inorganique est du chromate de sodium, du chromate de

potassium, du chromate de zinc, du chromate de plomb, du bichromate de sodium

ou du bichromate de potassium.

10.- Composition suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée

en ce que la substance inorganique est du permanganate de potassium, du persulfate d'ammonium, du perborate de sodium, du percarbonate de sodium, du phosphate de zinc, du silicate de zinc, du borate de zinc, du fluosilicate de zinc,

du carbonate de zinc, du phosphate trisodique, de l'hexamétaphosphate de sodium,

un mélange de borate de sodium et de phosphate monosodique, du bioxyde de plomb,

de l'oxyde de zinc, de l'onde de magnésium (lourd) ou de l'oxyde cuivrique.

<EMI ID=46.1>

tions 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière de charge.

12.- Composition caractérisée en ce qu'elle comprend une résine

phénolique pouvant durcir sous l'action de la chaleur et de la pression, et <EMI ID=47.1>

sage de la résine, en substance comme décrit dans l'un quelconque des exemples cités.

13.- Procédé caractérisé-'en ce qu'on soumet une composition quel-

<EMI ID=48.1>

pression de manière à durcir la résine phénolique.

<EMI ID=49.1>

mélange la matière inorganique à la résine peu avant de soumettre la composition au traitement par la chaleur et la pression.

15.= Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la composition contient aussi une matière de charge, et qu'on mélange la substance inorganique et la matière de charge peu avant de soumettre la composition au traitement par la chaleur et la pression.

16.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 13 à 15, appliqué à la fabrication de bois contreplaqué.

<EMI ID=50.1>

appliqué à la fabrication de plaques en aggloméré de sciure de bois ou de copeaux de bois,

18.- Procédé de fabrication de bois contreplaqué avec utilisation d'un agent accélérateur inorganique, en substance comme décrit dans l'un quelconque des exemples cités.

19.- Bois contreplaqué et autres produits obtenus en utilisant une composition suivant les revendications 1 à 12 ou fabriqués par un procédé quel-

<EMI ID=51.1>

20.- Procédé caractérisé en ce qu'on durcit une résine phénolique condensée en milieu alcalin en présence d'une substance inorganique ayant pour effet de réduire.la température de pressage de la résine, produits ainsi obtenus et compositions contenant la dite résine phénolique et la dite substance inorganique, en substance comme décrit ci-dessus.