Compositions plastiques retardant l'inflammation"
La présente invention concerne des compositions plasti-
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à l'inflammation très'perfectionnés. L'invention concerne aussi
un procédé en vue de rendre de tels produits pour moulage résistant à l'inflammation.
Les matières plastiques sont à base de composé du carbone et leurs dérivés qui sont combustibles, bien que certaines classes, notamment les résines de condensation phénolaldéhyde, soient reconnues comme étant moins capables d'entretenir la combustion. Toutefois, dans beaucoup d'application.
<EMI ID=2.1> soient satisfaisants. La technique antérieure cite de nombreuses méthodes pour augmenter la résistance à l'inflammation des composés résineux, comprenant l'utilisation de produits du type paraffine chlorée avec et sans additifs métalliques. Ces méthodes pour augmenter la résistance à l'inflammation des produits pour moulage
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On a maintenant découvert une nouvelle composition
de produits pour moulage phénol-aldéhyde qui possèdent des propriétés notablement supérieures de retard à l'inflammation sans rien perdre de leurs propriétés avantageuses nécessaires pour l'opération de moulage en vue de la fabrication d'articles plastiques utiles.
La présente invention a donc pour but de fournir
des compositions phénol-aldéhyde retardant l'inflammation. Elle a aussi pour but de fournir des procédés pour réduire
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rendre incombustibles. D'autres buts et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-après.
Selon la présente invention, il est prévu une composition
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l'action de la chaleur, qui peut éventuellement contenir aussi des charges inertes. Les propriétés de retard à l'inflammation de ces
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présente invention sont les produits de la réaction de condensa-
<EMI ID=7.1> l'art et peuvent se préparer par des méthodes bien connues. Le produit de condensation phénol -aldéhyde doit être soluble
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t.,i
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dans laquelle n représente un nombre variant de 1 à. 10, et souvent plus grand, pourvu que la résine soit fusible et .
soluble dans l'acétone ou un solvant organique. De préférence,
le produit de condensation phénol-aldéhyde est une novolaque,
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Les exemples de phénols qui peuvent être utilisés pour préparer des produits de condensation phénol-aldéhyde utilisables pour la mise en oeuvre de l'invention comprennent le phénol lui-même ou des phénols substitués ayant la formule générale
suivante :
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convenable choisi parmi les suivants : .
(a) Groupements alcoyles de 1 à 18 atomes de carbone dans l'une quelconque de leurs formes isomères et substitués :sur le noyau phénolique aux positions ortho, meta ou para;
(b) Groupements alicycliques de 5 à 18 atomes de carbone <EMI ID=16.1> (c) Groupements aromatiques ou aralcoyles de 6 à 18 atomes <EMI ID=17.1> aralcoyl-cétones dont le radical d'hydrocarbure est défini ci-dessus;
(e) Groupements alcoyl-, alicyclinue-, aryl- et aralcoyl- <EMI ID=18.1>
ci-dessus.
Les phénols substitués utilisables comprennent les suivants : para-tert-butylphénol, para-sec-butylphénol,
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que leurs mélanges.
D'après ce qui précède, il est évident qu'à peu
près n'importe quel phénol peut être utilisé pour la mise en oeuvre de la présente invention pourvu qu'il ait un groupe hydroxyle phénolique réactif et qu'il soit capable de réagir avec les aldéhydes comme le formaldéhyde pour donner un produit de condensation. Les phénols raffinés purs peuvent être utilisés, mais ce n'est pas toujours nécessaire. Par exemple, des phénols peuvent être alcoylés et rais ensuite à réagir avec un aldéhyde sous forme du produit brut qui peut contenir des phénols poly-
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phénols mentionnés peuvent aussi être utilisés.
Pour produire les produits de condensation phénol" <EMI ID=21.1> poids moléculaires, et la Viscosité de, la résine finie peut être contrôlée par le poids moléculaire de la novolaque.
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mole par mole du phénol quand on utilise un. phénol mono- ou
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la limite supérieure préférée pour l'aldéhyde peut être d'environ 0,85 mole par mole de phénol dé façon à empêcher la formation
de produits de condensation insolubles et infusibles.
Quand on prépare une novolaque en utilisant les rapports aldéhyde/phénol décrits ci-dessus, il est préférable
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un catalyseur acide comme l'acide sulfurique, chlorhydrique ou oxalique, mais des; catalyseurs basiques,peuvent aussi être
utilisés. Dans certains cas, les catalyseurs peuvent ne pas
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La résine du type phénol-aldéhyde se prépare en introduisant dans un récipient de réaction en quantités choisies. les matières premières phénol et aldéhyde et les catalyseurs.
La réaction se développe ensuite dans des conditions de température
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une heure et demie par exemple, jusqu'à ce que le degré voulu ' de condensation soit atteint: Ensuite, on enlève le corps en réac-
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du récipient.. '
La résine est ensuite broyée à la grosseur de particules voulue et mélangée à la quantité voulue de matière
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rature élevée.
L'oxyde d'antimoine est le composé de l'antimoine
qui est actuellement préféré pour une utilisation dans la présente invention. Toutefois, de nombreux composés de l'antimoine
sont utilisables. Les composés inorganiques de l'antimoine comprennent le sulfure d'antimoine, l'antimonite de sodium, l'anti'moniate de potassium, etc... De nombreux composés organiques de l'antimoine sont utilisables, comme les sels d'antimoine d'acides organiques et leurs dérivés p�ntavalents décrits dans le brevet
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on peut utiliser les esters de l'acide et leurs! dériver <EMI ID=33.1>
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correspondants de l'arsenic et du bi'sauth peuvent aussi être utilisés.
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présente invention est .facultative et dépend du produit final
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une. ou plusieurs des suivantes ; farine de bois, mica, amiante, des matières colorantes et d'autres. L'ouvrage "The Technology
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Wostrand Company (1945) décrit à la page 396 et'aux suivantes d'autres charges et les raisons, telles que le changement de densité, le prix ou la résistances chimique, pour lesquelles on les utilise dans les résines phénol-aldéhyde:
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Les matières qui constituent les compositions de
la présente invention peuvent être mélangées par l'une quelconque
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être introduit dans la résine tandis que cette dernière est dans l'état fondu final de sa fabrication. Quand la résine est ensuite refroidie et préparée pour la vente, l'additif est intimement mélangé à la résina. En variante, et c'est peut- être la méthode la plus courante, les additifs, les résines et les composés de l'antimoine désirés, les charges, les colorants, etc..., sont
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intime soit obtenu lors du moulage ultérieur.
Bien que les possibilités de composition soient
<EMI ID=41.1> sable peut être représentée cosigne suit : , .
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seulement de résine de base est nécessaire, bien que dans des
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et de modifier les propriétés du produit fini.
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l'écoulement dans le moule.
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lièrement pour empêcher le collage à la surface du moule.
Des lubrifiants typiques sont lucide stéarique, les stéarates
et la cire d'abeilles.
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L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs
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dans le produit fini Si des échantillons de l'épaisseur minimale ne sont pas disponibles, une épaisseur ne dépassant pas 0,635 cm peut être utilisée pour l'évaluation préliminaire. Les échantillons pour l'évacuation du produit fini consisteront en trois des articles plastiques complets ou trois parties des articles plastiques complets aussi grandes qu'il est possible d'utiliser pour l'essai. Ces parties comprendront les portions les plus minces des articles.
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La chambre d'essai consiste en une enceinte en tôle de 2,54 cm x 1,27 cm ouverte en haut et sur un côté long. L'enceinte est placée de manière qu'il y ait une grande quantité d'air disponible/ mais que l'échantillon-ne soit pas soumis
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pourvu que le ventilateur soit arrêté pendant l'essai, et qu'on
le laisse fonctionner, seulement entre les essais pour enlever les fumées. Un support annulaire muni d'un moyen de fixation convenable pour supporter'les échantillons est prévu dans l'enceinte.
La flamme d'essai est obtenue au moyen d'un brûler. Tirrill ayant un alésage nominal de 9,5 mm et une longueur au-dessus de l'entrée .d'air primaire de 10 cm environ. Le
réglage est effectué de manière que, quand le brûleur est en
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Un bloc de montage est prévu de façon que le brûleur puisse être placé à ,un angle de 20 degrés de la verticale.
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Les échantillons d'essai sont fixés rigidement dans l'enceinte dressai avec l'axe de 12,7 cm horizontal et l'axe de 1,27 cm vertical. Si l'échantillon comporte .un bord
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après la fin de la première application. [Si, après la première .application de la flambe, l'échantillon continue à brûler plus longtemps que 5 secondes, mais pas plus/de 10 secondes, les flammes <EMI ID=58.1>
Des deux trois échantillons essayés doivent satisfaire à la condition suivante : les échantillons ne continueront pas à brûler plus de 10 secondes après .chacune des cinq applications
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chantillon durant aucune partie de cet essai,
METHODE II. '
Evaluation préliminaire.
Les échantillons sont supportés avec le long axe vertical au moyen du dispositif de fixation à l'extrémité supé- rieure de l'échantillon. On oriente l'échantillon de façon que son' bord étroit se trouve face au brûleur. La flamme est appliquée sur l'un des coins inférieurs à un angle de 20 degrés.,*de façon '
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. Deux des trois échantillons doivent satisfaire à <EMI ID=61.1>
<EMI ID=62.1> flambe d'essai. Des particules ne tomberont de l'échantillon à aucun Notent durant l'essai. Les résultats ne sont pas acceptabl si la matière est détruite dans la zone de-la flamme d'essai dans une mesure telle que l'échantillon ne puisse plus être affecté par la flanuae..
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moulée en un échantillon d'essai conformément au Undervritters
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est défaillant et, pa.r la méthode II, l'échantillon est défaite à 70 secondes.
De la même manière, et en utilisant la composition
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préparés et essayés. Du perchloropentacyclodécane est incorporé dans toutes ces compositions, et de l'oxyde d'antimoins est incorporé dans beaucoup de ces compositions. Les résultats sont
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TABLEAU I.
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Une composition de moulage phénolioue résistant à
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<EMI ID=70.1> l'essaie par la Méthode I, mais il est satisfaisant par la Méthode II, le feu étant éteint après 34 secondes.
De la même manière qu'à 1-*exemple 7 et en utilisant 'la même composition de moulage, des échantillons supplémentaires
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incorporé dans toutes ces compositions et de l'oxyde d'antimoine
est également incorporé dans beaucoup des compositions. Les résultats sont donnés au Tableau II pour comparaison avec l'Exemple 7. ;
TABLEAU II. i
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Une composition de moulage résistant à la chaleur consistant en résine phénol-formaldéhyde (35$), colorant
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est défaillant quand on l'essaie par la méthode I, mais il est.
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De la même manière, et en utilisant la composition dé
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préparas et essayés. Du perchloropentacyclodécane est incorpora dans tous ces échantillons et de l'oxyde d'antimoine est incorporé dans beaucoup de ces compositions. Les résultats sont donnés au Tableau'III pour' comparaison avec l'Exemple 13.
TABLEAU-=.
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Une composition de moulage phénolique. de la qualité
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secondes.
'De la même manier et en utilisant la composition
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- incorporé dans tous ces échantillpns et de l'oxyde d'antimoine est incorporé dans beaucoup de ces compositions. Les résultats sont donnés au Tableau IV pour comparaison avec l'Exemple 19.
TABLEAU IV.
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est essayé par la Méthode I, mais il est satisfaisant par la
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De la même manière, et en utilisant la composition.
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incorporé dsns tous ces échantillons et de l'oxyde d'antimoine est incorporé dans beaucoup de ces compositions. Les résultats sont donnés dans le Tableau V pour comparaison avec l'Exemple 24.
TABLEAU V. '.
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D'après les exemples précédents, il est évident que l'incorporation du perchloropentacyclodécane dans les polymères d'hydrocarbures retarde l'inflammation du polymère en diminuant la vitesse de combustion dans tous les cas, et en donnant aux polymères la propriété de s'éteindre spontâ..,
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fortes. Les propriétés de retard à 1' inflammation des compositions sont encore renforcées quand on y incorpore aussi un composé de l'antimoine...
De plus, on a trouvé que les compositions de l'invention ont moins tendance à laisser tomber des particules liquides quand elles sont en contact avec une flamme, réduisant ainsi encore les risques de l'utilisation de polymères d'hydrocarbures dans des applications industrielles où le fait qu'une matière fondue enflammée se répand peut être un problème sérieux
en cas d'incendie.
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les opérations de moulage pour la fabrication d'articles plastiques, car la plupart des matières retardant l'inflammation sont des cires poisseuses ou des plastifiants du type phosphate, tandis que le perchloropentacyclodécane est une poudre qui roule.
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tions.de moulage et il a tendance à avoir une certaine valeur comme agent renforçant.
Le perchloropentacyclodécane est supérieur aux autres matières retardant l'inflammation en ce qui concerne la solubilité
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matières comme les paraffines chlorées sont solubles et migrent
à la surface de l'article moulé, formant ainsi des pellicules gênantes et réduisant la résistance à l'inflammation dé l'article
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