BE861403A - Procede de production d'une composition de polyurethanne - Google Patents

Description

  Procédé de production d'une composition de polyuréthanne.

  
La présente invention se rapporte à la production d'une composition de polyuréthanne et à la composition résultante, de même qu'à une dispersion catalytique s'utilisant pour produire la composition. Elle concerne en particulier, mais non limitativement,la production d'un polyuréthanne expansé à partir d'une mousse thermodurcissable.

  
On a déjà proposé de produire un polyuréthanne expansé solide par battage nécanique en mousse d'un mélange liquide thermodurcissable propre à former un polyuréthanne, par façon- <EMI ID=1.1> 

  
mousse. 

  
Dans la production des polyuréthannes en général et des polyuréthannes expansés en particulier, il est d'usage courant d'utiliser des catalyseurs pour la réaction donnant naissance au polyuréthanne. Il est entré dans la pratique courante d'utiliser un ou plusieurs catalyseurs en combinaison dont l'un est souvent un sel métallique ou un complexe ou savon métal-
- lique.

  
De plus, il a déjà été proposé pour la production d'un polyuréthanne expansé solide à partir d'un mélange liquide qui est propre à donner un polyuréthanne et qui a été battu mécaniquement en mousse de choisir des complexes, savons et sels métalliques qui, incorporés comme catalyseurs à ces mélanges, ne manifestent pas ou guère d'activité catalytique à la température ordinaire mais exercent une activité catalytique marquée lorsque le mélange est chauffé à des températures voisines

  
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naissance au polyuréthanne de progresser rapidement pour donner un produit solide. Un exemple d'un tel catalyseur est l'acé-

  
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Certains sels métalliques et complexes et savons métalliques utilisés comme catalyseurs sont des liquides à la température ordinaire,tandis que d'autres sont des solides.Pour assurer la répartition uniforme du catalyseur dans les mélanges liquides donnant naissance au polyuréthanne dans les faibles proportions normalement utilisées,qui sont par exemple de moins de 1 % du poids de ces mélanges, il est habituel d'incorporer les catalyseurs solides sous forme de solution dans un solvant organique. Les catalyseurs liquides peuvent être utilisés tels quels et

  
ne doivent normalement pas être dilués avant leur incorporation.

  
Toutefois, la préparation et l'utilisation de ces solutions de catalyseurs solides exposent à quelques inconvénients pratiques. Le complexe, savon ou sel métallique peut; âtre difficile à dissoudre dans les solvants, sa dissolution

  
à une allure raisonnable exigeant un chauffage Imposé qui,

  
à son tour, peut exposer au risque de la décomposition du composé métallique. Il est évident que le choix du solvant convenable est limité non seulement par la solubilité du

  
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bilité ou le point d'éclair du solvant. Il est en outre nécessaire de choisir des solvants inertes à l'égard des constituants réactifs du mélange donnant naissance au polyuréthanne . De plus, il peut être nécessaire de préparer ces solutions dans des conditions excluant rigoureusement l'eau et d'empêcher l'absorption de l'eau par la solution résultante pour éviter la précipitation du composé métallique.

  
Lorsque toutes ces conditions ont été satisfaites ,

  
il est habituellement possible d'atteindre une concentration

  
 <EMI ID=5.1> 

  
que l'incorporation de ces solutions au mélange liquide donnant naissance au polyuréthanne conduit inéluctablement à incorporer aussi des quantités sensibles de solvant. La présence du solvant est normalement indésirable s'il est inflammable parce que

  
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de l'incendie et parce que des précautions extrêmes doivent

  
être prises pour le traitement thermique ultérieur afin d'empêcher une accumulation de vapeurs inflammables dans l'appareillage utilisé. Il est en outre indésirable et il peut parfois être illégal d'évacuer les vapeurs de solvants organiques à l'atmosphère au sortir de ces appareils de chauffage,de sorte que des mesures doivent alors être prises pour empêcher la dissipation

  
de ces vapeurs.

  
La Demanderesse a découvert à présent qu'il est possi-ces sels métalliques ou complexes ou savons métalliques solides dans un milieu qui consiste en un ou plusieurs liquides organi-

  
 <EMI ID=7.1> 

  
Suivant l'un de ses aspects, l'invention a donc pour objet un procédé de production d'une composition de polyuréthanne, suivant lequel on fait réagir les constituants donnant naissance

  
 <EMI ID=8.1> 

  
dispersion d'un catalyseur solide pour la réaction donnant nais-

  
 <EMI ID=9.1>  ment ou traitement thermique.

  
Fous obtenir des polyuréthannes expansés solides par

  
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sance au polyuréthanne en une mousse en présence de la dispersion du catalyseur et on peut façonner la mousse ayant de la

  
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et suivant un autre aspect encore, elle a pour objet une dispersion catalytique s'utilisant pour la production d'une compo-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
un ou plusieurs liquides organiques non volatils dans lesquels , le catalyseur n'est pas soluble.

  
 <EMI ID=13.1>  présenté sous forme de poudre fine. En variante, la pré- <EMI ID=14.1> 

  
séquence d'un broyage en vue de la formation d'une dispersion

  
de fines particules.

  
Dans un cas comme dans l'autre, le milieu liquide organique dans lequel la dispersion est préparée est choisi de façon

  
 <EMI ID=15.1> 

  
ment volatil à la température ambiante, ni à la température à la-
- quelle le traitement thermique ultérieur est effectué.

  
Le procédé de préparation des compositions liquides donnant naissance à un polyuréthanne est ainsi beaucoup simplifié,du fait que toutes les opérations de mélange peuvent être exécutées sans mise en oeuvre d'un appareil à l'épreuve de l'incendie et qu'un mélange homogène contenant le catalyseur en répartition uniforme peut être obtenu aisément sans apport

  
de constituants inflammables,volatils ou toxiques. Cette propriété est particulièrement utile lors de la préparation d'un polyuréthanne expansé parce que la production ultérieure d'un polyuréthanne expansé solide est aussi simplifiée du fait que le battage en mousse du mélange liquide et le durcissement thermique n'exigent alors pas de précautions particulières contre l'accumulation de vapeurs de solvants inflammables et contre leur inflammation accidentelle.

  
.le catalyseur est de préférence un composé qui n'a pas <EMI ID=16.1> 

  
tement thermique est habituellement exécuté.

  
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rapidement. dans le milieu liquide. Ainsi, la granulométrie ducatalyseur dispersé dépend _pour partie mais non critiquement  <EMI ID=18.1> 

  
le mélange et elle est de préférence de 100 à 10.000 centipoises telle qu'elle peut être mesurée avec un viscosimètre 

  
 <EMI ID=19.1> 

  
La concentration du catalyseur dans la dispersion peut être choisie à toute valeur commode pour la préparation

  
 <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
La dispersion du catalyseur peut aussi comprendre

  
à l'état de fine subdivision des solides supplémentaires, tels

  
 <EMI ID=22.1> 

  
lyuréthanne, par exemple des charges minérales et/ou pigments, qui doivent toutefois être inertes à l'égard du catalyseur dispersé.

  
Des exemples de complexes et sels métalliques qui peuvent être ainsi incorporés comme catalyseurs à des compositions liquides donnant naissance à des polyuréthannes sont les sels de cobalt, de nickel, de fer, de plomb, de cadmium, de zinc, de manganèse et de zirconium formés par l'acide benzoïque, octanoique, stéarique, oléique ou naphténique et les acétylacétonates complexes de-fer, de cobalt et de nickel,bien que beaucoup d'autres catalyseurs. conviennent aussi. Parmi 

  
les catalyseurs ci-dessus, l'acétylacétonate de nickel est particulièrement utile pour la raison déjà indiquée, à savoir que son incorporation à un mélange liquide donnant naissance

  
à un polyuréthanne conduit à un produit qui ne durcit que lentement sinon nullement à la température ordinaire, mais qui durcit-par chauffage à une température élevée, à savoir de plus  <EMI ID=23.1> 

  
lyétherdiols et polyéthertriols liquides couramment utilisés pour la préparation des polyuréthannes et les plastifiants tels

  
 <EMI ID=24.1> 

  
ques couramment utilisés dans les compositions de polymères synthétiques notamment les compositions de polyuréthannes . 

  
Il convient de noter que parmi ces liquides, certains sont plus appropriés que d'autres du fait qu'ils donnent une dispersion du complexe métallique moins visqueuse que celle formée avec d'autres liquides et qu'il est nécessaire de choisir les constituants les plus appropriés par quelques essais préliminaires permettant d'apprécier la viscosité et l'activité catalytique. Une dispersion dont la viscosité est trop élevée est difficile à manipuler et est à l'origine d'un gaspillage considérable lors de sa préparation et de son utilisation, tandis qu'une dispersion trop fluide peut lors d'un entreposage laisser

  
 <EMI ID=25.1> 

  
sir un milieu liquide conduisant à une dispersion d'une viscosité convenable entre ces extrêmes.

  
L'invention est illustrée par les exemples ci-après, parmi lesquels les exemples 1, 2, 3 et 7 décrivent la préparation de polyuréthannes non expansés solides et les exemples 4, 5, 6 et 8 décrivent la production de polyuréthannes expansés solides.

  
EXEMPLE 1 -

  
 <EMI ID=26.1> 

  
lèneglycol d'un poids moléculaire d'environ 2.000, on ajoute
25 parties en poids d'acétylacétonate de nickel anhydre et on introduit le mélange dans un broyeur à billes de laboratoire

  
 <EMI ID=27.1>  

  
 <EMI ID=28.1> 

  
catalytique du broyeur et on l'incorpore à une composition liquide donnant naissance à un polyuréthanne qui consiste.en un polyétherdiol liquide d'un poids moléculaire de 2.000 et en un diisocyanatodiphénylméthane liquide, ce mélange ayant une allure de durcissement très faible à la température ambiante,mais durcissant rapidement par chauffage au delà de 70[deg.]C pour donner une masse caoutchouteuse solide non poisseuse.

  
 <EMI ID=29.1> 
1.000 comme milieu dispersant pour la dispersion catalytique.

  
On obtient des résultats analogues..

  
 <EMI ID=30.1> 

  
On répète les opérations de l'exemple l,mais au moyen 'de phtalate de diisobutyle comme milieu dispersant pour la dispersion du catalyseur. On obtient des résultats analogues.

  
 <EMI ID=31.1> 

  
' On mélange 1,4 partie de la dispersion catalytique préparée dans l'exemple 1 à 100 parties d'un polyoxypropylène/

  
 <EMI ID=32.1> 

  
d'un indice d'hydroxyle de 56, 50 parties de carbonate de cal-

  
 <EMI ID=33.1> 

  
lymère séquencé polyorganosiloxanne/oxyalkylène comme agent moussant et 15 parties de polyméthylènepolyphénylènepolyisocyanate brut pour obtenir un mélange donnant naissance à un polyuréthanne qu'on bat alors mécaniquement en mousse au moyen d'un batteur de manière à obtenir une mousse stable d'un poids spéci-

  
 <EMI ID=34.1> 

  
seur de 6 mm sur un support sur lequel on la fait- durcir en une matière expansée solide et non poisseuse en moins de 10 minutes

  
 <EMI ID=35.1>  

  
 <EMI ID=36.1> 

  
ple 2.

  
EXEMPLE 6 -

  
 <EMI ID=37.1> 

  
mais au moyen de la dispersion catalytique obtenue dans l'exemple 3.

  
EXEMPLE 7 -

  
On agite 75 parties en poids d'un polyoxypropylène/ oxyéthylèneglycol d'un poids moléculaire d'environ 2.000

  
à teneur élevée, à savoir de plus de ?0%,en radicaux hydroxyle primaires au moyen d'un agitateur à cisaillement intense du

  
 <EMI ID=38.1> 

  
 <EMI ID=39.1> 

  
nate de nickel anhydre. On soumet le mélange résultant au cisaillement jusqu'à formation d'une dispersion fluide stable.

  
On incorpore la dispersion fluide du catalyseur à un mélange liquide donnant naissance à un polyuréthanne comme dans l'exemple 1. On obtient des résultats analogues.

  
. EXEMPLE 8 -

  
 <EMI ID=40.1> 

  
mais au moyen de la dispersion catalytique obtenue dans l'exemple 7. On obtient ainsi une matière expansée élastique et

  
non poisseuse après durcissement pendant moins de 10 minutes

  
à 120[deg.]C. 

REVENDICATIONS.

  
1 - Procédé de production d'une composition de polyuréthanne suivant lequel on fait réagir les constituants donnant naissance au polyuréthanne en présence d'un catalyseur, caractérisé en ce qu'on disperse un catalyseur solide pour la réaction donnant naissance au polyuréthanne dans un milieu de dispersion liquide comprenant un ou plusieurs liquides organi-

  
 <EMI ID=41.1> 

  
ble et on soumet la composition résultante, si on le désire après façonnage, à un durcissement ou traitement thermique.

Claims (1)

1. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé

   en ce qu'on bat les constituants donnant naissance au polyuréthanne en mousse en présence de la dispersion catalytique

   et on façonne la mousse avant de la soumettre au durcissement

   ou au traitement thermique, pour obtenir un polyuréthanne

   expansé.

   3 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la granulométrie du catalyseur et la viscosité du milieu de dispersion liquide sont choisies de façon que

   la dispersion ne manifeste pas de sédimentation rapide.

   4 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la granulométrie du catalyseur est de 1 à 100 microns.

   5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendica- <EMI ID=42.1>

   dispersion liquide est de 100 à 10.000 centipoises telle qu'elle

   <EMI ID=43.1>

   6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la concentration du catalyseur

   <EMI ID=44.1>

   7 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la concentration du cataly- <EMI ID=45.1>

   8 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le catalyseur est choisi parmi

   les sels de cobalt, de nickel, de fer, de plomb, de cadmium,

   de zinc, de manganèse et de zirconium formés par l'acide benzoî-

   <EMI ID=46.1>

   9 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le catalyseur est un acétyl-

   <EMI ID=47.1>

   10 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le milieu de dispersion liquide est un produit de condensation polyoxyéthylénique liquide .

   11 - Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le milieu de dispersion liquide est un polyétherdiol liquide ou polyéthertriol liquide.

   12 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le milieu de dispersion liquide est un ester phtalique, phosphorique, adipique ou sébacique.

   13 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le catalyseur n'a guère ou pas d'activité à la température ambiante,mais manifeste une

   <EMI ID=48.1>

   uréthanne, en substance comme décrit ci-dessus dans l'un quelconque des exemples.

   15 - Composition de polyuréthanne obtenue par un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.

   16 - Dispersion catalytique à utiliser dans la production d'une composition de polyuréthanne, caractérisée en ce qu'elle comprend une dispersion d'un catalyseur solide pour la réaction donnant naissance au polyuréthanne dans un milieu de dispersion liquide comprenant un ou plusieurs liquides non volatils dans lesquels le catalyseur n'est pas soluble.

   17 - Dispersion suivant la revendication 16, caractérisée en ce que la granulométrie du catalyseur et la viscosité du milieu de dispersion liquide sont choisies de façon que la dispersion ne manifeste pas de sédimentation rapide.

   18 - Dispersion suivant la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce que la granulométrie du catalyseur est de 1

   <EMI ID=49.1>

   19 - Dispersion suivant l'une quelconque des revendi- <EMI ID=50.1>

   de dispersion liquide est de 100 à 10.000 centipoises telle

   <EMI ID=51.1>

   20 - Dispersion suivant l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisée .en ce que la concentration du

   <EMI ID=52.1>

   <EMI ID=53.1>

   . cations 16 à 20, caractérisée en ce que la concentration du - catalyseur est d'au moins 20% en poids.

   <EMI ID=54.1> <EMI ID=55.1>

   26 - Dispersion suivant l'une Quelconque des revendications 16 à 22, caractérisée, en ce que le milieu de dispersion liquide est un ester phtalique, phosphorique, adipique ou sébacique.

   <EMI ID=56.1>

   <EMI ID=57.1>

   ou guère d'activité à la température ambiante, mais manifeste une activité catalytique marquée à une température d'au aoins

   <EMI ID=58.1>

   28 - Dispersion de catalyseur utilisée pour la production d'une composition de polyuréthanne en substance comme décrit ci-dessus dans l'un quelconque des exemples 1 à 3 et 7.