<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE POUR LA PREPARATION DE MASSES RESINEUSES ARTIFICIELLES RENFERMANT UN AGENT DURCISSANT, QUI DURCISSENT RAPIDEMENT, ET MASSES RESINEUSES ARTIFICIELLES
OBTENUES SUIVANT CE PROCEDE.
Les masses résineuses artificielles renfermant un agent durcissant, qui durcissent rapidement, ont acquis une importance accrue dans l'industrie, par exemple comme liants, enduits, laques, masses de moulage ou analogues. Le court temps de durcissement de telles masses offre d'une part l'avantage que l'on gagne du temps lors du traitement ultérieur, après application de ces masses, mais présente d'autre part l'inconvénient que celui qui effectue le traitement doit tenir compte de la courte durée d'utilisation de telles masses ; c'est-à-dire que les masses non utilisées dans la phase de travail ne peuvent pas, par suite du durcissement progressif, être conservées pour une utilisation ultérieure.
Ceci nécessite la mise en oeuvre, qui prend du temps, de portions assez petites de la masse résineuse artificeielle ou alors, dans le cas d'une interruption imprévue du travail, la perte d'une fraction assez grande de la masse résineuse artificielle, par suite de son durcissement.
Dans les procédés et dispositifs connus jusqu'à présent, dans lesquels la résine artificielle et l'agent durcissant sont amenés séparément d'une manière dosable et continue, à une tuyère de mélange, ledit mélange a lieu directement après la sortie des composants, par simple mélange. Il s'est maintenant avéré que ce genre de mélange n'est pas satisfaisant ou même ne fonctionne pas, si l'un au moins des composants à mélanger se présente sous forme visqueuse ou pâteuse.
La présente invention concerne un procédé pour la préparation d'une masse résineuse artificielle renfermant un agent durcissant et qui durcit rapidement. Selon ce procédé, on prélève à l'état liquide, dans des récipients séparés, d'une façon continue et dans des proportions constantes, une résine artificielle et un agent durcissant, en faisant appel à des moyens
<Desc/Clms Page number 2>
mécaniques, puis les amène à un dispositif de mélange et les laisse se mélanger.
Le procédé est caractérisé par le fait qu'on utilise à l'état pratiquement exempt de bulles la résine artificielle et l'agent durcissant, qui peuvent le cas échéant renfermer encore d'autres adjuvants connus en soi, et que le prélèvement, l'amenée et en particulier le mélange ont lieu en l'absence d'une phase gazeuse, le mélange destiné à fournir une masse résineuse artificielle durcissant rapidement étant effectué immédiatement avant sortie de la masse résineuse du dispositif de mélange, à l'aide d'au moins un élément mobile.
Le présent procédé assure une grande uniformité de la composition de la masse résineuse artificielle, exempte de bulles, que l'on doit traiter et offre des avantages particuliers, car il permet de choisir relativement petit le dispositif de mélange, ce qui a pour effet qu'à tout moment du traitement ultérieur de la masse résineuse artificielle on ne dispose que d'une portion relativement petite de la masse durcissable finie. Il s'ensuit qu'on peut à tout moment interrompre le traitement, sans avoir à craindre des pertes assez importantes de masse non traitée. Le mélange des composants peut, en outre, n'avoir lieu que peu avant le traitement de la masse résineuse artificielle, c'est-à-dire à l'endroit de ce traitement, ce qui fait que l'on devient pratiquement indépendant de la durée d'utilisation de la masse finie.
Le choix de dispositifs de mélange relativement petits permet, grâce au faible poids et aux dimensions réduites, l'application sans difficultés de la masse résineuse artificielle durcissable, même en des endroits difficilement accessibles.
Dans le'but d'obtenir l'état liquide approprié des composants à mélanger, on peut leur ajouter un solvant approprié, de préférence non volatil, et/ou chaiffer dans une phase quelconque précédant le mélange, les composants ou la masse résineuse artificielle durcissable terminée, ce qui fait que l'on peut en même temps diminuer le temps de durcissement. Il peut aussi être avantageux de refroidir les composants ou la masse résineuse artificielle durcissable finie, ce qui dans le présent procédé n'offre également pas de difficultés.
Dans le but d'obtenir un état exempt de bulles des composants à mélanger, il peut être avantagaux de les débarrasser des substances donnant lieu à la formation de bulles, par réduction de la pression, par exemple avant leur introduction dans les récipients de réserve ou dans ces récipients eux-mêmes, le cas échéant à température élevée.
Pour des buts déterminés d'utilisation, il peut être désirable d'ajouter, au moins à l'un des composants à mélanger, des substances organiques ou inorganiques appropriées et connues en soi, par exemple des charges, comme du schiste en poudre, du kaolin, de la poudre de métal, des pigments ou des plastifiants, des colorants ou d'autres agents de modification.
On laisse à l'appréciation du spécialiste le soin d'incorporer à la masse résineuse artificielle, à n'importe quelle phase appropriée du procédé de fabrication de ladite masse, les substances additionnelles qu'il juge indiquées pour le but d'utilisation de la masse résineuse artificielle:
Il va de soi qu'on ne peut pas faire de distinction nette et juste dans tous les cas entre des masses résineuses artificielles durcissant rapidement et de celles qui durcissent lentement. Dans le présent procédé, qui est applicable sans autre aux masses durcissant modérément vite ou même à celles qui durcissent lentement, on considèrera comme masses durcissant rapidement celles qui profiteront des avantages particuliers du présent procédé, surtout si l'un au moins des composants à mélanger se présente à l'état visqueux ou pâteux.
L'état pâteux sera caractérisé pat la propriété de la masse de ne pas se déformer, sous l'influence d'une force n'atteignant pas une valeur limite, alors que la viscosité pourra être indiquée en valeurs usuelles et qu'elle dépassera dans la présente invention 1000 centipoises (CP). Les avantages particuliers du présent procédé se manifestent lors de viscosités dépassant 10000 CP, en particulier lors
<Desc/Clms Page number 3>
de celles qui sont supérieures à 100000 CP, ainsi que pour l'état pâteux.
Parmi les résines artificielles durcissant rapidement et pouvant être utilisées dans le présent procédé, il s'est avéré particulièrement avan- tageux d'utiliser des composés renfermant des agents durcissants appropriés et des groupes époxy, en particulier des éthers polyglycidyliques ou des mé- langes de tels composés, tels qu'ils se forment d'une manière connue en soi, lorsqu'on fait réagir par exemple, en présence d'un alcali, des polyphénols mono- ou polycycliques avec de l'epichlorhydrine ou de la dichlorhydrine, auquel cas, suivant les proportions moléculaires' utilisées, il se forme des mélanges de polyéthers en forme de chaînes plus ou moins longues, dont les groupes situés aux extrémités sont surtout des groupes époxy.
En outre, on peut aussi transformer en éthers de chlorhydrines, des alcools aliphati- ques polyvalents et l'épichlorhydrine, à l'aide d'agents de condensation com- me le trifluorure de bore, lesdits éthers de chlorhydrines étant transformés en groupes époxy par élimination d'acide chlorhydrique avec des agents alca - lins. Suivant les proprotions moléculaires utilisées et suivant les conditions réactionnelles, on peut alors obtenir à la température ordinaire des résines liquides ou solides, ces dernières pouvant passer, par chauffage ou par addi- tion d'un solvant approprié, à l'état liquide.
Comme composé renfermant des groupes époxy, on utilise de préféren- ce, dans le présent procédé, un mélange d'éthers polyglycidyliques, tel qu'il peut par exemple être obtenu à partir d'un mol de 4,4'-dihydroxydiphényl-dime- thyl-méthane et au moins 1,2 mol d'épichlorhydrine en milieu alcalin. On obtient cependant des produits particulièrement précieux si l'on utilise plus de 2 mol ,d'épichlorhydrine, car dans ce cas on obtient un produit déjà liquide à la tem- pérature ordinaire, qui grâce à ette propriété est particulièrement bien approprié à la préparation, suivant la présente invention, d'une masse résineuse artificielle durcissant rapidement.
Comme agents durcissants appropriés qui peuvent, en combinaison avec des composés renfermant des groupes époxy ou avec des mélanges du genre indiqué ci-dessus, être appropriés à la préparation de masses résineuses artificielles durcissant rapidement, on mentionnera par exemple : des polyamines, comme l'éthylène-diamine, la diméthylaminopropylamine, la diéthylènetriamine, la triéthylène-tétramine ou analogues, le dicyanpdiamide, des anhydrides d'acides polycarboxyliques, comme l'anhydride phtalique, des cataly- seurs de Friedel-Grafts, comme le trifluorure de bore, etc.
Les masses résineuses artificielles obtenues à partir de tels agents durcissants et de composés du genre décrit ci-dessus, comportant des groupes époxy, par exemple à partir d'un mélange liquide d'éthers glycidyliques, obtenu en faisant réagir du 4,4' -dihydroxydiphényl-diméthylméthane avec de l'épichlorhydrine présentent, outre leur pouvoir de durcissement rapide, l'avantage de durcir sans donner lieu à l'élimination de substances volatiles et, par suite, aussi en couche épaisse sans formation de bulles. De plus, elles se distinguent par le fait que le processus de durcissement ne provoque qu'un faible retrait, c'est-à-dire qu'elles ne subissent qu'un faible diminution de volume. Les masses durcies présentent une grande résistance mécanique interne et sont presque insensibles aux influences de la température.
De telles masses résineuses artificielles sont, en particulier si elles renferment des charges, remarquablement appropriées, par exemple comme masses de revêtement, masses à appliquer à la spatule, masses pour la soudure à la résine artificielle, par exemple à la place de soudure mé= tallique, mastics ou analogue, pour le remplissage de pores, de moules; d'espaces creux, pour le lissage d'inégalités, pour l'application de reliefs.
On obtient une masse particulièrement précieuse à appliquer à la spatule en utilisant, pour une partie en volume de la charge en vrac, mois d'une partie en volume, de préférence environ une demi-partie en volume, de la masse résineuse artificielle durcissable exempte de charge, car dans ce cas la masse terminée non durcie, grâce à sa consistance et même si elle est
<Desc/Clms Page number 4>
appliquée en couche épaisse sur un support disposé verticalement, ne se met pas à couler sous l'action de son propre poids, et ne coule pas non plus lorsque la masse appliquée est chauffée, le cas échéant avec le support, par exemple à une température de l'ordre de 100 C.
Lorsque la charge est ajoutée au composant de la résine artificielle dans la quantité indiquée ci-dessus, un tel mélange est alors, malgré le comportement indiqué ci-dessus, bien transportable par des moyens mécaniques.
Par volume en vrac de¯la charge, il y a lieu d'entendre le volume de la charge non comprimée, c'est-à-dire le volume de la charge tombée en tas d'elle-même ou au plus légèrement battue, c'est-à-dire non pressée, tel qu'il peut être déterminé par exemple dans un cylindre gradué d'une contenance de 100 cm3.
Une masse du genre indiqué, à appliquer à la spatule, préparée conformément à l'invention, est particulièrement propre par exemple à enduire les joints de soudure dans la construction de carrosseries pour automobiles et évite une série d'inconvénients de la soudure à l'étain coûteuse utilisée dans ce but, qui possède un poids spécifique élevé, peut causer des dommages par corrosion et qui, dans certains cas, n'adhère pas d'une façon satisfaisante au support. De plus, la surface de la soudure à l'étain est difficilement réalisée exempte de pores, ce qui lors du laquage ultérieur provoque des inégalités dans la surface de la laque.
Les masses à appliquer à la spatule, à base de résines artificielles thermoplastiques ou à base de nitrocellulose et d'huile de lin présentent d'autres inconvénients que n'a pas une masse préparée conformément à l'invention ; elles pèsent par exemple, sous l'influence de la température nécessaire à la cuisson des laques, subir des modifications de leur forme ou même présenter la formation de fentes, elles peuvent céder lors du séchage des composants volatils, ce qui a pour effet qu'elles doivent être appliquées en de nombreuses couches minces, ou bien elles peuvent se ramollir ou gonfler sous l'action de solvants pour laques.
La préparation conforme à l'invention, des masses résineuses artificielles renfermant des agents durcissants peut être effectuée, dans le cadre de la présente invention, en faisant varier de diverses manières les moyens mécaniques auxilières destinés au transport des composants. Pour conférer la composition désirée à la masse durcissable terminée, il est indispensable que les divers composants à mélanger les uns au autres soient amenés au dispositif de mélange dans des proprotions déterminées. Pour obtenir une interaction aussi courte que possible des composants, il s'est avéré avantageux de ne rassembler les composants que peu avant, ou même seulement dans le dispositif mélangeur. Cette mesure permet de rendre impossible l'obturation des conduites par de la masse durcie ou des restes de celle-ci.
De plus, cette mesure permet également d'éliminer de façon simple, avant l'arrêt de l'appareil, la masse résineuse artificielle restante qui se durcit, par exemple par entraînement de la masse résineuse artificielle, après l'arrêt de l'admission pour la résine artificielle ou pour l'agent durcissant, par le composant s'écoulant encore du dispositif de mélange ou bien par lavage avec un liquide approprié, après l'arrêt des deux admissions. En outre, il est avantageux de réaliser le plus petit possible le volume de l'appareil entre le point ou les composants se mélangent et l'ouverture de sortie du dispositif de mélange, afin qu'à chaque instant du traitement ne soit présente qu'une quantité relativement petite de la masse résineuse artificielle durcissable.
Dans l'un des modes de réalisation possibles du procédé conforme à l'invention, le dispositif de transport est, d'une manière connue en soi, réalisé sous la forme de cylindres de pression à pistons mobiles. A l'aide d'une pression par exemple mécanique ou hydraulique, ces pistons peuvent être déplacés dans les cylindres. De plus, lesdits pistons sont accouplés mécaniquement, ce qui assure un rapport quantitatif constant des composants sortant du dispositif de transport.Ceci nécessite pour les divers cylindres des dimensions réciproques déterminées, c'est-à-dire que les cylindrées doivent correspondre aux proportions en % du mélange des composants à transporter.
Ces derniers sont amenés au dispositif de mélange, par exemple à l'aide de tuyaux flexibles. Des éléments de commande disposés en un point approprié,
<Desc/Clms Page number 5>
par exemple sur l'installation du transport et/ou sur le dispositif de mélan- ge, tels que des soupapes, des robinets, des interrupteurs ou analogues per- mettent de régler l'arrivée des composants au dispositif de mélange ou la sortie de la masse résineuse artificielle durcissable dudit dispositif de mélange. On obtient une sortie intermittente de la masse hors du dispositif de mélange par exemple à l'aide d'une soupape de sortie commandée le cas échéant automatiquement.
Le dispositif de mélange proprement dit est réalisé de telle manière que les composants qui y sont introduits sont intimement mélangés les uns aux autres à l'aide d'au moins un élément mobile, par exemple à l'ai- de d'un disque rotatif pourvu de rainures, à l'aide d'un agitateur approprié ou d'un élément vibrant. Il est avantageux d'entraîner les éléments rotatifs par un moteur fixé directement sur le dispositif de mélange ou ; parexemple, à l'aide d'un arbre flexible relié à un moteur, et de munir le dispositif de mélange d'une poignée en vue de faciliter la manipulation.
La masse résineuse artificielle finie durcissant rapidement, quitte le dispositif de mélange par une ouverture de sortie adaptée aux divers buts d'application, par exemple par une tuyère, une fente ou analogue, les cas échéant en liaison avec un dispositif répartiteur approprié, par exemple une spatule ou analogue. Pour assurer à la masse résineuse artificielle, lors de son application, une répartition locale uniformé, il peut être avantageux de combiner avec un vibreur couverture de sortie ou le dispositif réparti- teur. Lorsque l'ouverture de sortie du dispositif de mélange est, d'une manière appropriée, pourvue d'une conduite d'amenée d'air comprimé, l'appa- reil est également approprié à pulvériser la masse résineuse artificielle durcissante, préparée conformément à l'invention.
Des masses visqueuses ou pâteuses, même si elles sont appliquées de cette manière en couche relativement épaisse sur un support, durcissant aussi sans donner pratiquement lieu à la formation de pores.
Des exemples d'exécution de l'appareil pouvant servir à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention sont représentés schématiquement en coupe sur les dessins fig. I à III annexés. Il va de soi que dans le cadre de l'invention d'autres appareillages ou modifications des formes d'exécution représentées dans les figures sont possibles, comme le cas échéant par exemple une admission supplémentaire, séparée, pour les substances additionnelles déjà mentionnées.
Sur les trois figures :
1 désigne la conduite d'amenée de la résine artificielle pratiquement exempte* de bulles,
2 désigne la conduite d'amenée de l'agent durcissant pratiquement exempt de bulles,
3 désigne l'agitateur,
4 désigne la commande.
Dans la figure I, la référence 3 désigne un disque rotatif pourvu de rainures et la référence 5 une plaquette d'agitation solidaire du disque précité et servant au mélange préalable. La plaque de pression 6 , mobile en direction verticale; est pressée par le ressort 7 contre le disque 3. A l'aide de la soupape à pointeau 8 représentée à l'état ouvert, on peut arrêter l'arrivée de l'agent durcissant. Le dispositif de mélange, muni d'rune poignée 9, porte la spatule 10 en tant que forme d'exécution spéciale d'un dispositif répartiteur.
Dans la figure II, la référence 3 désigne un agitateur pourvu d'un bras d'agitation 11 et la référence 12 indique la conduite d'amenée d'air comprimé, pour autant qu'il soit nécessaire.
Dans la figure III, la référence 3 désigne un agitateur en forme de baguette coudée 13. La soupape à pointeau 8 sert à arrêter l'arrivée d'agent durcissant. La soupape de sortie 14. permet de régler la sortie, hors
<Desc/Clms Page number 6>
du dispositif de mélange, de la masse résineuse artificielle durcissable. La conduite d'amenée 12 est prévue pour l'air comprimé.
L'invention sera illustrée plus en détail dans l'exemple non limitatif suivant. Le rapport entre chaque partie en poids et chaque partie en volume est le même que celui qui existe entre le gramme et le cm3.
EXEMPLE
Dans 37,1 parties en poids d'un mélange d'éthers polyglycidyliques liquide à 20 C et dont la préparation est décrite ci-après, on dissout 7,4 parties en poids de phtalate de dibutyle. Cette solution est mélangée, dans un malaxeur, à une température d'environ 50 C, avec 55,6 parties en volume d'un mélange de charges, composé de 37,1 parties en poids de schiste en poudre, de 14,8 parties en poids de kaolin et de 3,7 parties en poids de poudre d'aluminium. Ce mélange de charges possède un volume en vrac d'environ 126 parties en volume. Dans le but d'éliminer l'air qui est éventuellement introduit lors du mélange ou qui adhère aux charges, la pâte qui à 20 C est épaisse et transportable est désaérée à une température d'environ 90 à 100 C et introduite dans le premier récipient de réserve.
Le désaérage peut aussi être effectué sous pression réduite, le cas échéant dans le récipient de réserve proprement dit. Dans un second récipient de réserve se trouve de la triéthylène-tétramine servant d'agent durcissant. Comme dispositifs de transport, on utilise deux cylindres de pression associés aux deux récipients de réserve et pourvus de cylindres mobiles rigidement accouplés d'une façon mécanique.
Les cylindres possèdent des dimensions telles que lors du mouvement forcé des deux,pistons, la masse renfermant les charges et la triéthylènetétramine sont amenées à un dispositif de mélange du genre précédemment décrit, dans une proprotion en volume de 100 : 7,8 ou dans une proportion en poids de 100 : La masse à appliquer à la spatule, terminée, exemp- te de bulles,renferme, rapportée à une partie en volume des charges en vrac, environ 0,4 partie en volume de masse résineuse durcissable exempte de charges (éthers polyglycidyliques + phtalate de dibutyle + triéthylènetétramine).
Le mélange d'éthers polyglycidyliques utilisé dans l'exemple ci-dessus a été préparé comme suit : On fait réagir 228 parties en poids de 4,4' -dihydroxydiphényl-diméthyl méthane (1 mol) avec 555 parties en poids (6 mol) d'épichlorhydrine et avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium.
Le mélange obtenu d'éthers polyglycidyliques est alors lavé et séché. Il constitue un produit liquide à 20 C et d'un poids moléculaire relativement bas.
La masse à appliquer à la spatule préparée suivant l'exemple ci-dessus, durcit à environ 20 C en six à huit heures. A cette température, sa durée d'utilisation est d'environ 1 heure. A environ 100 C ladite masse durcit déjà en 5 à 15 minutes environ. La masse non durcie possède une telle consistance qu'elle ne se met pas à couler, même à 100 C environ, sur un support disposé verticalement. A l'état durci, elle adhère très bien au support et possède une bonne résistance mécanique interne. Elle peut être chauffée à des températures élevées, sans que la forme qu'on lui a donnée soit modifiée ni qu'il se forme des fentes.
La surface de la masse durcie est exempte de pores, se laisse bien travailler par exemple par meulage et constitue ainsi un excellent support pour les laques, en particulier pour les laques à cuisson.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.