Composition résineuse aminoplaste
La présente invention concerne une composition résineuse aminoplaste modifiée, et elle constitue un perfectionnement de l'invention définie au brevet principal.
Celui-ci se rapporte à une composition résineuse aminoplaste comprenant un précondensat d'un aldéhyde et d'un composé aminé contenant au moins deux groupements aminés réactifs et, à titre de modificateur, un a-alcoyl-D-glucoside, dans lequel le groupement alcoyle contient de 1 à 4 atomes de carbone. Cet a-alcoyl-D-glucoside peut être l'a-méthyl
D-glucoside, l'a-éthyl-D-glucoside, l'a-butyl-D-glucoside, etc.
Toutefois, on a constaté certains désavantages à utiliser comme modifiant le glucoside seul. Par exemple, dans la fabrication de produits stratifiés comprenant un élément central, une feuille imprimée décorative et une feuille de recouvrement, l'usage du glucoside seul donne une apparence plutôt floue dans la finition. D'autre part, la finition n'est pas susceptible de polissage.
La présente invention permet de surmonter ces inconvénients. La composition améliorée qui en fait l'objet est caractérisée en ce qu'elle contient un modificateur supplémentaire constitué par un composé méthylolique répondant à la formule: ou à la formule:
EMI1.1
dans lesquelles R est un radical organique, X est
SO2 ou CO, et R' est l'hydrogène ou bien un radical alcoyle, alcoylol, aryle ou acyle. La présence de ce modifiant supplémentaire permet d'obtenir un fini transparent dans le produit stratifié, fini qui peut être poli de façon à présenter un grand brillant ou un grand éclat, exempt de toute imperfection.
Parmi les composés méthyloliques utilisables comme modificateurs, on peut citer les N-méthylolamides d'acides carboxyliques, les N-méthylolsulfonamides, les N-méthylolimides, etc., telles que la Nméthyloltoluènesulfonamide, la N-méthylolbenzamide, la N-méthylolphtalimide, la N-méthyloltoluamide, la N-méthylolstéaramide, la N-méthylolsuccinimide, la N-méthylol-p-cymènesulfonamide, la Nméthyloltétralinesulfonamide, la N-méthylolxylènesulfonamide, etc. Quand l'amide de base est la tolu ènesulfonamide, il est préférable que le modifiant soit constitué par les isomères ortho et para de celleci, dans un rapport respectif de 40: 60. Les composés disubstitués tels que la N,N'-diméthyloftoluène- sulfonamide peuvent servir aussi.
Du fait de la présence de deux constituants modifiants, on diminue de beaucoup la quantité d'alcool nécessaire pour obtenir une solution ou dispersion de la composition résineuse, ce qui permet d'écarter plus facilement le problème de moussage, et diminue aussi les risques d'incendie qui accompagnent toujours les solvants contenant une grande quantité d'alcool. On peut imprégner les feuilles stratifiées à vitesse élevée, et les feuilles ainsi imprégnées resteront entièrement mouillées dans la masse pendant l'opération. En plus de ces facteurs, on a trouvé que la pénétration de la composition résineuse dans l'ensemble central se trouve supprimée.
La quantité globale des modifiants incorporée à la résine aminoplaste peut être d'environ 1 à 35 O/o en poids, par rapport au poids total. Mais il est préférable que cette quantité soit d'environ 10 à 30 O/o en poids, par rapport au poids total. Le rapport en poids des deux modifiants peut être d'environ 25 : 75 à 75 : 25 respectivement. Ce rapport est, de préférence, de 40 : 60 à 60 : 40 respectivement.
Les exemples suivants illustrent l'invention. Toutes les parties sont en poids.
Exemple 1
A. On introduit 126 parties de mélamine, 162 par
ties de formaldéhyde à 37 O/o et 25,5 parties d'a-
méthyl-D-glucoside dans un réacteur en acier
inoxydable équipé d'un agitateur et d'un conden
seur à reflux. On ajuste le p, de la bouillie à
environ 7,8 - 8,2. On chauffe alors la bouillie à
la température de reflux, en 30 minutes, et l'on
maintient à la température de reflux pendant 20
minutes. On ajuste le pH à 10 environ, et l'on
sèche par pulvérisation la solution claire obtenue,
par des méthodes courantes, pour obtenir une
poudre soluble finement divisée.
B. On introduit 126 parties de mélamine, 203 par
ties de formaldéhyde à 37 o/o et 38,3 parties de
toluènesulfonamide (rapport ortho-para=40/60),
dans un réacteur en acier inoxydable muni d'un
agitateur et d'un condenseur à reflux. On ajuste
le pH de la bouillie à environ 7,4-7,8. On amène
alors la bouillie à 800 C en 30 minutes et l'on
maintient à cette température pendant une heure.
On ajuste alors le pH à environ 9,5 et l'on refroi
dit. On sèche la solution claire par pulvérisation,
par des méthodes courantes, pour obtenir une
poudre blanche finement divisée. On mélange
alors cette poudre à parties égales avec celle
obtenue en A ci-dessus.
Exemple 2
On introduit 126 parties de mélamine, 183 parties de formaldéhyde à 37 O/o stabilisé par le méthanol, 17,2 parties de toluènesulfonamide (rapport ortho/para=40/60) et 18,4 parties d'alpha-méthyl
D-glucoside, dans un réacteur en acier inoxydable équipé d'un agitateur et d'un condenseur à reflux.
On ajuste le pH de la bouillie à 7,8-8,0 environ, et l'on chauffe la bouillie au reflux pendant 30 minutes.
On refroidit la solution claire à 80-850 C et l'on maintient à cette température pendant 3 heures. A ce moment, on élève le pH à environ 10, on refroidit la solution claire et l'on sèche le produit résultant par pulvérisation pour obtenir une poudre blanche finement divisée.
Exemple 3
Suivant la méthode décrite à l'exemple 2, on prépare un sirop clair au pH 10 environ. Pendant la période de refroidissement, on ajoute 57 parties d'eau et 57 parties d'alcool éthylique dénaturé. La solution claire résultante peut servir directement à imprégner du papier.
Exemple 4
A. On introduit 126 parties de mélamine et 162 par
ties de formaldéhyde à 37 o/o dans un réacteur
en acier inoxydable équipé d'un agitateur et d'un
condenseur à reflux. On ajuste le pH de la
bouillie à environ 6,9-7,2. On chauffe alors la
bouillie à la température de reflux en 30 minutes
et l'on maintient à la température de reflux pen
dant 20 minutes. On ajuste le pH à environ 10
et l'on sèche la solution claire résultante, par
pulvérisation.
B. On mélange 171 parties de toluènesulfonamide
et 81 parties de formaldéhyde à 37 O/o, qui a été
ajusté au préalable à pH 6,8-7,2 et l'on maintient
à une température de 20 à 300 C pendant 12
heures environ. La réaction désirée est alors pra
tiquement achevée. Le produit, la N-méthylol
toluènesulfonamide, est un liquide huileux clair.
On peut conduire la réaction dans un solvant
approprié, par exemple en solution alcoolique.
C. On prépare un sirop en mélangeant 186 parties
de résine de mélamine séchée par pulvérisation
(partie A.), 15 parties d'alpha-méthyl-D- gluco-
side, 15 parties de N-méthyloltoluènesulfonamide
solide (partie B.), 194 parties d'eau et 22 parties
d'alcool isopropylique. On chauffe le mélange
pendant une heure à 50-600 C, et l'on refroidit.
Le sirop clair obtenu peut servir directement à
la stratification, ou bien on peut le sécher par
pulvérisation, pour donner une poudre blanche
finement divisée.
Exemple 5
On imprègne un papier kraft commercial avec une résine phénol-formaldéhyde de type courant, jusqu'à une teneur en résine de 30 O/o et l'on sèche jusqu'à une teneur en matières volatiles de 4,5 /o. On imprègne un papier décoratif en alpha-cellulose à impression multicolore d'un poids de base de 45 kg, avec un sirop tel que décrit à l'exemple 3 ci-dessus, jusqu'à une teneur en résine de 42 O/o, et l'on sèche jusqu'à une teneur en matières volatiles de 5 /o. De même, on imprègne une feuille de recouvrement en alpha-cellulose d'un poids de base de 13 kg avec ce même sirop à la résine de mélamine, jusqu'à une teneur en résine de 68 O/o,
et l'on sèche jusqu'à une teneur en matières volatiles de 4,5 /o. On prépare un ensemble constitué par des couches multiples (5 à 10 feuilles) du papier kraft à imprégnation phénolique, la surface étant garnie d'une feuille unique du papier décoratif imprégné, recouverte d'une feuille unique de papier de recouvrement traité. On comprime l'ensemble entre des plateaux d'acier chromé poli pendant 15 minutes, à 1430 C, et à une pres sion de 84 kg/cm2, on refroidit et l'on enlève de la presse. Le stratifié, entièrement durci, laisse clairement voir la feuille décorative à travers la feuille de recouvrement rendue transparente, et il possède une surface dure, luisante, résistante à l'usure, qui est imperméable à la plupart des agents chimiques.
Dans la fabrication des stratifiés, on sature des feuilles avec une solution ou un sirop de la matière résineuse. Etant donné les propriétés nouvelles des présentes compositions résineuses, il suffit qu'il y ait une faible quantité d'alcool pour obtenir une solution ou dispersion. Ainsi, le solvant utilisé peut contenir 80 parties d'eau et seulement 20 parties d'un alcool miscible à l'eau. Mais il est préférable que le solvant utilisé contienne jusqu'à 95 parties d'eau et, par conséquent, 5 parties seulement d'un alcool miscible à l'eau. La dispersion ou le sirop du produit de condensation mélamine-formaldéhyde contient généralement de 45 à 55 o/o environ de résine solide.
Mais, dans certaines applications, il peut être désirable de réduire la teneur en résine solide jusqu'à 20 O/o seulement, et pour d'autres applications, de l'élever jusqu'à 60 O/o environ. La quantité de la composition résineuse modifiée utilisée dans la fabrication des stratifiés peut varier de 30 à 80 O/o environ en poids par rapport au poids total du stratifié. Dans les stratifiés décoratifs, la feuille de recouvrement et la feuille imprimée décorative sont toutes deux imprégnées de la résine modifiée. Pour des raisons économiques, la ou les feuilles centrales sont généralement imprégnées d'une résine thermodurcissable différente et moins coûteuse, par exemple un produit de condensation phénol-formaldéhyde.
Dans les stratifiés industriels, où les feuilles sont généralement de la même matière, toutes les feuilles peuvent être traitées par la résine modifiée. On peut utiliser, dans la préparation des produits stratifiés, des feuilles de matière fibreuse telles que papier d'alpha-cellulose, papier en rayonne viscose, étoffe de verre ou étoffe de soie, de coton, de laine, de rayonne, ou autres fibres synthétiques.
La composition selon la présente invention sert de préférence à imprégner des feuilles en alphacellulose, qui servent à fabriquer des produits stratifiés décoratifs. En pareil cas, les feuilles cellulosiques sont combinées avec un ensemble central imprégné d'un produit de condensation phénol-formaldéhyde et durcies ensuite à la chaleur et sous pression pour former le produit stratifié. On prend une feuille décorative de recouvrement ayant une épaisseur d'environ 0,05 à 0,13 mm et on l'imprègne avec environ 60 à 75 O/o en poids du sirop résineux. Par ailleurs, la feuille imprimée, qui peut être pigmentée, a une épaisseur d'environ 0,15 à 0,30 mm et on l'imprègne de la résine à raison d'environ 30 à 55 /o en poids, de préférence de 35 à 45 ouzo en poids.
Les feuilles imprégnées de résine peuvent être séchées dans un four à air chaud, ou par infrarouge, jusqu'à une teneur en matières volatiles inférieure à 6 O/o environ en poids, et, de préférence, entre 3 et 4 o/o environ en poids. Dans certains cas, il est désirable d'abaisser la teneur en matières volatiles jusqu'à 0,5 O/o seulement en poids, mais en pareil cas il faut des conditions de séchage extrêmes.
Quand les feuilles cellulosiques imprégnées de la composition résineuse selon la présente invention sont utilisées avec un ensemble central imprégné d'un produit dé condensation phénol-formaldéhyde, on imprègne généralement l'ensemble central à raison d'environ 25 à 35 O/o, de préférence environ 30 O/o en poids, et on le sèche jusqu'à une teneur en matières volatiles inférieure à 6 O/o environ en poids. Après avoir combiné les feuilles cellulosiques avec l'ensemble central et les avoir durcies à température et à pression élevées pour former le stratifié, on peut, si on le désire, polir le stratifié pour y produire un effet brillant.
Quand on durcit le stratifié entre des plateaux en acier inoxydable, il n'est généralement pas nécessaire de polir le stratifié pour obtenir un effet brillant.
I1 est évident que l'on peut aussi incorporer à la composition résineuse des teintures, pigments et autres colorants. Dans certains cas, il est désirable d'incorporer aux compositions résineuses des durcissants, tels que l'acide p-toluènesulfonique, l'anhydride phtalique, l'acide phtalique, l'acide benzoi- que, etc. La plupart des lubrifiants de moule, tels que le stéarate de zinc, le stéarate de calcium, le monostéarate de glycérol, etc., peuvent aussi être incorporés à la composition pour faciliter le moulage des compositions thermodurcissables.
Le composé aminé du précondensat résineux peut être l'urée, la mélamine, une mélamine substituée telle que la méthylmélamine, une guanamine telle que l'acétoguanamine, etc.
Le rapport molaire entre l'aldéhyde et le composé aminé peut varier de 0,333 à 1,0 mole environ d'aldéhyde pour chaque groupement aminé réactif et il sera, de préférence, d'environ 0,4 à 0,667 mole/ mole, respectivement.
Comme aldéhyde, il est préférable d'utiliser du formaldéhyde, par exemple une solution aqueuse de celui-ci. On peut aussi utiliser le paraformaldéhyde, l'hexaméthylènetétramine, ou d'autres composés générateurs de formaldéhyde. On peut utiliser d'autres aldéhydes, comme, par exemple, le paraldéhyde, l'acétaldéhyde, le propionaldéhyde, le butyraldéhyde, le benzaldéhyde, le furfural, des mélanges de ceuxci ou des mélanges de formaldéhyde avec ces autres aldéhydes.
On peut aussi préparer des compositions de moulage avec les compositions résineuses conformes à la présente invention. A cet effet, on peut introduire dans celles-ci diverses charges, par exemple l'alphacellulose, la sciure de bois, la poudre de coque de noix, l'amiante calciné ou naturel, sous la forme d'une poudre ou de fibres courtes ou longues, le carbure de silicium finement divisé, le noir de carbone, le graphite, la terre d'infusoires, la poudre d'ardoise, les rognures moulues (par exemple rognures de soie, rayonne, nylon ou étoffe faite de fibre de verre), le liège moulu, etc. La charge peut constituer de 5 à 80 O/o en poids de la composition moulée. Evidemment, dans certaines applications, il n'y aura pas de charge.