CH130907A - Procédé de fabrication d'une matière plastique à propriétés diélectriques. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication d'une matière plastique à propriétés diélectriques.    La présente invention a pour objet un  procédé de fabrication d'une matière plasti  que par l'action à chaud de la     formaldéhyde     sur un corps     phénolique,    par exemple le  phénol, le.     métaparacrésol    ou un autre phé  nol     susceptible    de se condenser dans les  mêmes     conditions.     



       Suivant    ce procédé, on fait agir une  quantité de     formaldéhyde    en excès sur le  rapport équimoléculaire, c'est-à-dire à raison  de plus d'une molécule de     formaldéhyde    par  molécule du phénol.  



  Ce procédé peut être mis en     oeuvre    par  exemple de la manière suivante:  On mélange du phénol ou du     métapara-          crésol    .avec une quantité de formol largement  en excès sur le rapport équimoléculaire et  avec un catalyseur, on chauffe le mélange à  l'ébullition pendant ,moins d'une heure, on  refroidit le tout à 50   C environ, on rend le  mélange neutre ou légèrement acide s'il est       alcalin,    on le laisse     ise    reposer et on sépare    la substance résineuse liquide     qui    s'est for  mée de la couche liquide supérieure,

   on  chauffe     cette    substance résineuse à une tem  pérature dépassant     100'    C, on l'introduit  dans un moule et on la. maintient dans ce  moule ,à une température de 80 à 112' C  pendant plus ou moins longtemps suivant les  aspects et caractéristiques qu'on désire don  ner au produit.  



  Les proportions employées sont par exem  ple les     suivantes:     Phénol ou     métaparacrésol    1080 gr.  Aldéhyde formique à 40 % 2680 gr.  Quel que soit le phénol qu'on utilisera.,  on emploiera un     excès    notable de     formol     comme dans l'exemple     ci-dessus.     



  Comme catalyseur, on peut employer par  exemple soit de la magnésie calcinée, soit du  carbonate de soude, soit pour     certaines    ap  plications du borate ide soude ou un mélange  de borate de soude et .de carbonate de soude.      La quantité .du .catalyseur pour le mé  lange     formo-ph.énolique    ci-dessus est par  exemple:  Magnésie calcinée 55 gr  ou Carbonate -de soude 50 gr  ou un mélange de:  Carbonate de soude 20     gr     Borate de soude 30 gr.  



  On peut ajouter aussi une certaine pro  portion de caséine, par exemple 10 % du  poids de phénol, aux produits précités.  



       0'n    pourrait profiter de la propriété qu'a.  le phénol de dissoudre la caséine, et ajouter  après dissolution l'aldéhyde formique; mais  la caséine forme en présence des bases ou<B>dit</B>  borate de soude, etc. des sels     organo-métal-          liques:        caséinates    de soude, de chaux,     boro-          caséinate    de soude, etc.; on forme donc avan  tageusement ces sels qui servent de cataly  seurs.  



  On peut opérer comme suit:  Les produits - phénol, formol, cataly  seurs - sont placés dans un bouilleur à  double enveloppe pouvant recevoir soit de la  vapeur, soit un courant d'eau froide, et sur  monté d'un réfrigérant à reflux.  



  On ajoute de la paraffine en copeaux,  par exemple 2 % du poids de phénol, afin de  rendre le produit plus élastique et on porte  le tout à l'ébullition.  



  Dès le premier bouillon, on arrête le  chauffage et la réaction se poursuit d'elle  même.  



       -Si    elle se ralentit, on     l'amorce    de nouveau  par un jet de vapeur.  



  On l'arrête au bout de 40 minutes sans  s'occuper de l'état des produits de réaction.  Au bout de 40 minutes la. condensation  est achevée et il se formerait un composé in  fusible si l'on dépassait cette durée de  cuisson.  



  On fait alors circuler dans la double en  veloppe un courant .d'eau froide ou de sau  mure en agitant le     mélange        formophénolique.     



  Dès que le thermomètre indique que la       température    est abaissée à 50   C environ,  on verse dans le mélange en agitant, une    quantité d'acide suffisante pour neutraliser  la base catalyseur.  



  Tous acides organiques ou minéraux peu  vent être utilisés à cet effet; on se servira       préférablement        d'a.cide    chlorhydrique ou d'a  cide acétique ou d'acide borique en solution.  



  En pratique, on verse un excès d'acide:  par exemple, pour le mélange     formophénoli-          que    décrit plus haut, on ajoute:  Acide chlorhydrique pur 48     cm3,     Eau q. s. pour 200<B>cm-'.</B>  



  A ce moment, il se forme un trouble et  le produit de condensation se sépare en deux  couches.  



  On laisse reposer dans un autre récipient  pendant environ 48 heures et on décante  l'eau     surnageante.     



  Dans la, résine liquide, on ajoute     ernvi-          ron    3 gr d'acide borique pour 1000 gr de  résine. L'acide borique agit comme coagu  lant.  



  On porte le tout à une température qui  ne doit pas être inférieure à 101   C, ni su  périeure à 105   C.  



  Cette opération a lieu à l'air libre dans  des cheminées d'aspiration. Dès que la     tem-          p6rature    de 101   C est atteinte, on peut ar  rêter le chauffage et mouler.  



  Le produit est coulé dans des moules et  cuit ensuite à l'étuve ordinaire à la pression  atmosphérique. Pendant une heure environ  la température ne doit pas excéder 79   C.  Elle est ensuite portée à 90   C. Cette cuis  son à 90   est prolongée plus ou moins long  temps suivant les .aspects et caractéristiques  qu'on désire donner au     produit.     



  Le produit final est blanc opaque, et  peut servir comme succédané de l'os, de  l'ivoire,     etc.    Il est à remarquer que cet as  pect blanc opaque,     très    légèrement trans  lucide, est     obtenu    directement, sans addition  de charge, ni de pigment.  



       Bien    entendu, on peut aussi en même  temps que l'acide     borique    introduire dans le  mélange des colorants divers,     corail,    tur  quoise, etc.  



  Enfin, on peut obtenir des produits trans  lucides en utilisant des     condensations    ayant      reposé pendant un     certain    temps qui peut  aller jusqu'à un mois.  



  On peut abréger cette durée en faisant  passer dans la résine liquide chargée de la  solution acide un faible courant électrique.  



  La formule suivante, qui correspond aux  proportions de phénol et de formol données  ci-dessus:  Phénol . . . . . 1080 gr  Formol à 4u     %    . . 2680 gr       C03Na\    . . . . . 50 gr       EZ0    . . . . . . 200 gr  permet d'obtenir un produit très dur et très  blanc.  Mais il est possible d'obtenir une résine  de très belle apparence, très résistante en  mélangeant:  Phénol. . . . . . 1020 gr  Formol à 40 % . . 1610 gr  Carbonate de soude . 50 gr  La condensation est poursuivie 2:8 minu  tes     exactement,    à ce moment elle est totale.

    De même que précédemment, on ajoute,  quand     @la    température est redescendue à  <B>50'</B> C environ, un     excès    d'acide, par exem  ple 40     cm'    d'acide acétique.  



  Si au lieu de formol à 40 %, on se sert  de formol à une teneur différente, les doses  et les durées correspondantes se trouveront  bien entendu modifiées en conséquence.  



  Il est dit plus haut que la résine décan  tée est additionnée de 3      /,o    d'acide borique  et portée de 101 à     1,0-5      C.     @Si    au lieu de  3 on ajoute une proportion plus considé  rable d'acide borique, par exemple 5      %a,    à  une température de 70 à 100   C, l'acide bori  que n'agit plus dans ce cas comme coagulant  progressif, mais comme coagulant instantané.  La résine devient subitement blanc pur et  presque .solide. On recueille le coagulum, on  l'essore, on le comprime dans     une    forte  presse hydraulique en le chauffant pendant  10 minutes seulement à 80   C.

      Le produit final est une substance blan  che     demi-translucide,    d'une .dureté et d'une  solidité incomparables.    On pourrait avec le     coagulum    mouler  directement des objets sous presse avec une  cuisson de 10 minutes à 80   C.  



  Au     ,lieu    d'acide borique, on peut em  ployer comme agent de coagulation instan  tanée, un acide fort tel que     l'acide    chlor  hydrique.  



  Un acide fort .à doses réduites ne peut  servir de coagulant progressif comme l'acide  borique à 3     %,,    dont l'effet ne se fait sentir  que progressivement     pendant    la cuisson à  l'étuve :de 70 à 80   C.  



  Enfin, pour     obtenir    .de produits trans  lucides sans être obligé de laisser reposer       pendant        plusieurs    jours les condensations  avec ou sans     usage    d'un courant électrique,  on peut se servir .comme catalyseur de ponce  ou de charbon de bois, le formol étant tou  jours en     excès    notable.  



  La séparation se fait, non plus au moyen  d'un     acide,    mais     directement        sous        l'action    de  ce catalyseur. En effet,     lorsqu'on    chauffe le  liquide d'abord rougeâtre, passe au rouge ce  rise au bout de 8 minutes, puis au brun rou  geâtre vers la 20e minute. Vers 35 minutes,  le     brun    rougeâtre devient plus foncé et il se  forme un cercle blanchâtre au-dessus de la  surface du liquide contre la paroi du réci  pient dans lequel on opère. C'est l'indice de  la fin de la réaction exothermique. A ce mo  ment, il est nécessaire de fournir des calories  aux produits en présence,     ,la    réaction devient  endothermique.

   Subitement elle redevient  exothermique au bout de 58 minutes. On  supprime le chauffage. Dès que .cette réac  tion exothermique cesse, du cercle blanchâtre  s'échappent brusquement :des flocons dirigés  vers le fond du .récipient. La condensation  est terminée. Après repos de quelques heures,  on décante le produit de cette     condensation     et on le porte à la température de 110   C.  On le fait ensuite cuire en moules à l'étuve  de 70 à 80   C.  



  Les colorations     rougeâtres    dont il est  question ci-dessus se     produisent    lorsque les  corps en présenté renferment des traces de  fer.     S'ils    sont complètement exempts de  cette impureté, la     couleur    passe du jaune très      clair au jaune plus foncé, puis au jaune  orangé. Enfin, le mélange se trouble comme  dans le cas précédent et les flocons se sépa  rent de même du cercle blanchâtre qui se  forme.  



  Il n'est. pas     indispensable    de recourir à  ce mode de condensation pour obtenir des       produits    translucides. Avec les formules  pour produits opaques     indiquées        ci-,dessus,    il  est possible     d'obtenir    aussi des produits  translucides.  



  Dans ce cas, au lieu de     porter    de 101   C  à 105   C les condensations indiquées, on les  porte à 106   - 11.2   C. -Suivant que l'on  chauffe à des degrés     intermédiaires    entre  106   et 112   C, on obtient des     produits    de  plus     Pn        plus    translucides. C'est ainsi que le  produit final provenant d'un chauffage à.  <B>108'</B> est plus translucide que le produit  chauffé à. 10.6   et moins translucide que ce  lui     -chauffé    à 112  .  



  Les manières     d'opérer    décrites offrent  certains avantages:  10 On obtient un produit final non cas  sant .dont la, couleur peut varier et aller jus  qu'au blanc le plus pur;  20 Elles     ne    comportent pas de manipula  tions complexes;  30 La durée de la condensation est rela  tivement     courte;     40 Il suffit de régler la     température    de  cuisson et sa durée à     des    chiffres prédéter  minés et il n'y a pas besoin de prélever des  échantillons autours de la réaction;

    50 On peut effectuer la cuisson définitive  sous une     faible    pression, soit au plus 1     hl;     par .cm' et     même,    dans la plupart des cas,  sous la pression atmosphérique.  



  Les produits, en cuisant, ne deviennent  pas spongieux.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication d'une matière plastique à propriétés diélectriques par trai tement à chaud d'un corps phénolique avec du formol, caractérisé en ce que le formol est employé en excès, soit à raison .de plus d'une molécule d'aldéhyde formique par mo lécule du phénol.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication, selon lequel on mélange un corps phénolique avec un excès .de formol et avec un cata lyseur, chauffe le mélange à l'ébullition pendant moins d'une heure, refroidit jus qu'à, 50 C -environ, puis le mélange étant neutre ou légèrement acide est laissé reposer, on sépare la .résine liquide formée d'avec le liquide surnageant, ajoute à la résine une matière coagulante, chauffe jusqu'au-dessus de<B>100</B> C, puis moule et chauffe le produit dans le moule à faible pression et à, une température de 80 -à 112: C.

   2 Procédé suivant la revendication et la, sous-revendication 1, dans lequel le cata lyseur est de la magnésie. 3 Pirocédé suivant la revendication et la sous-revendication 1, dans lequel le cata lyseur est du carbonate de soude. 4 Procédé suivant la, revendication et la sous-revendication 1, dans lequel le cata.- lys.eur est du borate de soude.

   5 Procédé suivant la revendication et la sous-revendication 1, dans lequel une pe tite quantité de paraffine est ajoutée au mélange de phénol, formol et eaalyseur. 6 Procédé suivant la revendication et la. sous-revendication 1, dans lequel de la caséine est ajoutée au mélange de phé nol, formol et catalyseur. î Procédé suivant la revendication et la. sous-revendication 1,: dans lequel on laisse reposer longtemps la résine liquide avant d'ajouter la. matière coagulante.

   8 Procédé suivant la revendication et la sous-revendication 1, dans lequel on fait passer un faible courant électrique à tra vers la résine liquide avant d'ajouter la, matière coagulante. 9 Procédé suivant la, revendication, dans lequel on emploie. de la pierre ponce comme catalyseur pour la condensation.

   10 Procédé suivant la revendication, dans le quel on emploie du charbon de bois comme catalyseur pour la condensation. 11 Procédé suivant la revendication, dans lequel, après avoir effectué une première condensation et séparé la matière rési neuse, on ajoute à celle-ci, comme ma tière coagulante, de l'acide borique en quantité assez grande pour produire une coagulation brusque, à une température de 70 à 100 C, le coagulum étant en suite comprimé et chauffé à 80 C envi ron pendant 10 minutes.