EP4739720A1

EP4739720A1 - Composition adhesive aqueuse comportant une resine thermodurcissable et un derive d'uree

Info

Publication number: EP4739720A1
Application number: EP24733932.8A
Authority: EP
Inventors: Gaël PATAUT; David DOISNEAU; Quentin FERNEZ
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2023-07-06
Filing date: 2024-06-17
Publication date: 2026-05-13
Also published as: WO2025008169A1; CN121443656A; FR3150814B1; FR3150814A1

Abstract

L'invention a pour objet une composition adhésive aqueuse, comprenant une résine thermodurcissable à base : - d'au moins un composé aromatique A1 comprenant au moins un noyau aromatique porteur d'au moins deux fonctions, l'une de ces fonctions étant une fonction aldéhyde ou une fonction hydroxyméthyle, l'autre étant une fonction aldéhyde ou une fonction hydroxyméthyle - d'au moins un polyphénol aromatique A2 comprenant au moins un noyau aromatique porteur d'au moins deux fonctions hydroxyle en position méta l'une par rapport à l'autre, les deux positions ortho d'au moins une des fonctions hydroxyle étant non substituées; et un composé (III) : R3NH-C=X-N(RIR2) dans laquelle chaque groupe R1, R2, R3 représente indépendamment l'un de l'autre, un groupe alkyl, alcènyl, aryl, arylalkyl, al kylaryl, cycloalkyl ou hydrogène, X représente S, O ou N-R4 avec R4 représentant un groupe alkyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, cycloalkyl ou le composé (III) est la mélamine ou l'uracile; avec le composé (I) étant à un taux massique d'extrait sec de la composition adhésive aqueuse allant de 0,003 à 0,160.

Description

COMPOSITION ADHESIVE AQUEUSE COMPORTANT UNE RESINE THERMODURCISSABLE ET UN DERIVE D’UREE

[0001] Le domaine de la présente invention concerne des compositions adhésives aqueuses destinées à faire adhérer des éléments, l’utilisation et le procédé de fabrication d’une telle composition, le procédé d’assemblage d’éléments au moyen de ces compositions ainsi que les assemblages fabriqués à l’aide de ces compositions.

[0002] Les phénoplastes ou « résines phénol-formaldéhyde » (sigle PF) sont issus du formaldéhyde et du phénol. Le phénol étant une molécule présentant plusieurs sites réactifs, il se forme finalement un réseau tridimensionnel. Les phénoplastes sont notamment utilisés en tant qu’adhésifs, par exemple pour la fabrication de bois aggloméré ou de matériaux composites renforcés avec des fibres de verre, fibres textiles, ...

[0003] Dans le domaine du bois, une composition de type phénol-aldéhyde est décrite dans US2360376. Cette composition comprend une résine phénol-aldéhyde à base de formaldéhyde et de phénol. Le rapport molaire formaldéhyde sur phénol est compris dans un domaine de valeurs allant de 2 à 3,5. On utilise cette composition dans un procédé de collage d’articles en contreplaqué comprenant plusieurs plis en bois. Au cours de ce procédé, on enduit un ou plusieurs plis d’une couche de la composition, on joint les plis les uns aux autres par l’intermédiaire de la couche de composition et on cuit sous pression les plis ainsi joints. L’assemblage collé ainsi obtenu présente une cohésion élevée grâce aux excellentes propriétés adhésives de la composition.

[0004] Toutefois, l’utilisation de formaldéhyde (ou formol), qui plus est en excès par rapport au phénol, entraine la libération de formaldéhyde non seulement lors de la cuisson sous pression mais également lors du stockage et de l’utilisation de l’assemblage collé. Or, en raison de l’évolution récente de la réglementation, notamment de la réglementation européenne sur ce type de composé, on souhaite limiter autant que possible, voire supprimer l’utilisation de formaldéhyde ou de précurseur de formaldéhyde.

[0005] Dans sa demande WQ2017/168109, la Demanderesse a proposé des compositions adhésives aqueuses pour le collage du bois, comprenant une résine thermodurcissable à base de phloroglucinol et de 5-(hydroxyméthyl)-furfural, présentant des propriétés adhésives élevées et dépourvue de formaldéhyde.

[0006] Toutefois, la stabilité à froid, c'est-à-dire à température ambiante, des résines phénoliques est une caractéristique importante pour permettre le transport et le stockage des résines avant leur utilisation en composition adhésive. Une stabilité à froid plus importante va permettre de faire voyager plus longtemps la résine ou encore de la stocker plus longtemps. Il est d’autant plus intéressant de pouvoir obtenir cette stabilité à froid plus importante sans affecter la réactivité à chaud de la composition et ses qualités de collage. [0007] On connait également de l’état de la technique des compositions aqueuses adhésives telles que décrites dans EP3366468, EP3366713 et EP3436540.

[0008] L’invention a pour but de fournir une composition aqueuse adhésive, comprenant une résine thermodurcissable, présentant des propriétés adhésives élevées, dépourvue de formaldéhyde, et offrant une stabilité à froid plus forte que la composition adhésive du document W02017/168109 sans pénaliser la qualité de collage de la composition adhésive et apporter ainsi une flexibilité d’usage plus importante.

[0009] Or, au cours de ses recherches, la Demanderesse a découvert une composition adhésive aqueuse n’utilisant pas de formol libre, plus stable à froid, qui permet de répondre à l’objectif ci-dessus.

[0010] Ainsi, un objet de l'invention concerne une composition adhésive aqueuse comprenant une résine thermodurcissable à base :

- d’au moins un composé aromatique A1 comprenant au moins un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions, l’une de ces fonctions étant une fonction aldéhyde ou une fonction hydroxyméthyle, l’autre étant une fonction aldéhyde ou une fonction hydroxyméthyle;

- d’au moins un polyphénol aromatique A2 comprenant au moins un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions hydroxyle en position méta l’une par rapport à l’autre, les deux positions ortho d’au moins une des fonctions hydroxyle étant non substituées ; et en ce que la composition adhésive aqueuse comprend un composé (III) : dans laquelle chaque groupe R1, R2, R3 représente indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyl, alcényl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, cycloalkyl ou hydrogène, X représente S, O ou N-R4 avec R4 représentant un groupe alkyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, cycloalkyl ou le composé (III) est la mélamine ou l’uracile; avec le composé (III) étant à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive aqueuse allant de 0,003 à 0,160.

[0011] Par taux d’extrait sec du composé (III), on entend le rapport entre la masse de composé (III) sur la masse d’extrait sec de la composition adhésive.

[0001] La Demanderesse émet ainsi l’hypothèse que l’ajout d’un composé (III) comme stabilisateur à un taux donné va permettre d’augmenter la stabilité à froid sans toutefois altérer la réactivité de la composition adhésive aqueuse ni les qualités de collage de la composition. Cela va se traduire par une augmentation de la durée de vie de la résine à une température donnée ici à une température supérieure à 23°C par exemple. Ainsi cette augmentation de la durée de vie de la résine permet de transporter plus aisément ces résines et permet une flexibilité de production plus importante.

[0002] Avantageusement, le composé (III) est à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive inférieur ou égal à 0,150, de préférence inférieur ou égal à 0,100. [0003] Avantageusement, le composé (III) est à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive supérieur ou égal à 0,004.

[0004] Sur cette plage de concentration de composé (III), La stabilité à froid de la résine est optimale et la durée de vie de la composition permet une flexibilité d’usage plus importante. [0005] Un autre objet de l’invention concerne l’utilisation de la composition adhésive aqueuse selon l'invention, pour le collage d’au moins deux éléments cellulosiques, avantageusement d’au moins deux éléments en bois.

[0006] L'invention concerne également un procédé de collage de deux éléments cellulosiques, avantageusement deux éléments en bois, dans lequel :

- on applique une couche de la composition adhésive aqueuse telle que définie précédemment sur au moins l’un des éléments, et,

- on joint les éléments les uns aux autres par l’intermédiaire de la couche de la composition adhésive aqueuse.

[0007] L’invention concerne également un assemblage collé de deux éléments comprenant une couche de la composition adhésive aqueuse telle que définie ci-dessus joignant au moins un des éléments à l’autre.

[0008] L'invention ainsi que ses avantages seront aisément compris à la lumière de la description qui suit.

I - FORMULATION DE LA COMPOSITION ADHESIVE AQUEUSE

[0009] Dans la présente description, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) indiqués sont des % en masse.

[0010] Par "position méta l’une par rapport à l’autre", on entendra que les fonctions visées, par exemple les fonctions hydroxyle dans le polyphénol aromatique, sont portées par des carbones du noyau aromatique séparés l'un de l'autre par un unique autre carbone du noyau aromatique.

[0011] Par "position para l’une par rapport à l’autre", on entendra que les fonctions visées sont à l’opposé l’une de l’autre, c’est-à-dire en positions 1 et 4 du noyau aromatique à 6 chaînons. De façon analogue, "la position para" par rapport à une fonction est une position opposée à la fonction sur le noyau aromatique à 6 chaînons portant la fonction. [0012] Par "en position ortho d’une fonction", on entendra la position occupée par le carbone du noyau aromatique immédiatement adjacent au carbone du noyau aromatique portant la fonction. De façon analogue, "la position ortho" par rapport à une fonction est la position adjacente à la fonction sur le noyau aromatique portant la fonction.

[0013] Par "chaînon" d’un noyau, on entendra un atome constitutif du squelette du noyau. Ainsi, par exemple, un noyau benzénique comprend six chaînons, chaque chaînon étant constitué par un atome de carbone. Dans un autre exemple, un noyau furanique comprend cinq chaînons, quatre chaînons étant chacun constitué par un atome de carbone et le chaînon restant étant constitué par un atome d’oxygène.

[0014] « CHO » représente la fonction aldéhyde.

[0015] « CH2OH » représente la fonction hydroxyméthyle.

[0016] Le « composé A1 » désigne, dans le cadre de l’invention, le composé aromatique défini au paragraphe 1.1.

[0017] Le « composé A2 » désigne, dans le cadre de l’invention, le composé à base de polyphénol aromatique défini au paragraphe I.2.

[0018] Le composé (III) est défini au paragraphe I.3.

[0019] Par « polyphénol aromatique » on entend un composé aromatique comprenant au moins un noyau benzénique porteur de plus d’une fonction hydroxyle.

[0020] Dans le cadre de l’invention, les produits carbonés mentionnés dans la description, peuvent être d'origine fossile ou biosourcés. Dans ce dernier cas, ils peuvent être, partiellement ou totalement, issus de la biomasse ou obtenus à partir de matières premières renouvelables issues de la biomasse.

[0021] Dans le cadre de l’invention, on pourra également envisager que les produits carbonés mentionnés dans la description comprennent des isotopes de certains éléments chimiques.

[0022] D'autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et b" représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c’est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "de a à b" signifie le domaine de valeurs allant de a jusqu'à b (c’est-à-dire incluant les bornes strictes a et b).

[0023] Par l'expression « composition à base de », il faut bien entendu comprendre une composition comportant le mélange et/ou le produit de réaction des différents constituants de base utilisés pour cette composition, certains d’entre eux pouvant être destinés à réagir ou susceptibles de réagir entre eux ou avec leur environnement chimique proche, au moins en partie, lors des différentes phases de fabrication de la composition, du matériau textile, des composites ou articles finis comportant de tels composites, en particulier au cours d’une étape de cuisson.

[0024] La composition adhésive aqueuse selon l’invention comprend donc au moins une (c’est-à-dire une ou plusieurs) résine thermodurcissable selon l’invention, cette résine thermodurcissable est quant à elle à base d’au moins un (c’est-à-dire un ou plusieurs) composé aromatique, au moins un (c’est-à-dire un ou plusieurs) polyphénol aromatique, et la composition adhésive aqueuse comprend un composé (III), constituants qui vont être décrits en détail ci-après.

[0025] Conformément à l’invention, les constituants de base de la composition adhésive aqueuse comprennent donc au moins un composé A1 , au moins un composé A2 et au moins un composé (III). Dans un mode de réalisation, les constituants de base peuvent comprendre d’autres constituants additionnels différents du composé A1, du composé A2 et du composé (III). Dans un autre mode de réalisation, les constituants de base sont constitués d’au moins un composé A1, d’au moins un composé A2 et d’au moins un composé (III).

[0026] De préférence, dans le mode de réalisation où les constituants de base comprennent d’autres constituants additionnels, ces autres constituants additionnels sont dépourvus de formaldéhyde et/ou dépourvus de donneur de méthylène choisi dans le groupe constitué par l'hexa-méthylènetétramine (HMT), l'hexamethoxyméthylmélamine (H3M), l’hexaethoxyméthylmélamine, le chlorure de lauryloxyméthylpyridinium, le chlorure d'éthoxyméthylpyridinium, des polymères d'hexaméthoxyméthylmélamine de trioxanne de formaldéhyde, l'hexakis(méthoxyméthyl)mélamine, la N,N',N"-triméthyl/-N,N',N"- triméthylolmélamine, l'hexaméthylolmélamine, la N-méthylolmélamine, la N,N'- diméthylolmélamine, la N,N',N"-tris(méthoxyméthyl)mélamine, la N,N',N"-tributyl-N,N',N"- triméthylolmélamine. Plus avantageusement, ces autres constituants additionnels sont dépourvus de formaldéhyde et dépourvus des donneurs de méthylène décrits dans ce paragraphe.

[0027] Plus préférentiellement, dans le mode de réalisation où les constituants de base comprennent d’autres constituants additionnels, ces autres constituants additionnels sont dépourvus de formaldéhyde et/ou dépourvus de donneur de méthylène choisi dans le groupe constitué par l'hexaméthylènetétramine, l'hexaéthoxyméthylmélamine, l'hexaméthoxyméthylmélamine, le chlorure de lauryloxyméthylpyridinium, le chlorure d'éthoxyméthylpyridinium, l'hexaméthoxyméthylmélamine de trioxanne et les oxyméthylmélamines N-substituées répondant à la formule générale:

dans laquelle Q représente un groupe alkyle contenant de 1 à 8 atomes de carbone; Fi, F2, F3, F4 et Fs sont choisis, indépendamment l'un de l'autre, parmi le groupe constitué par un atome d'hydrogène, par un groupe alkyle contenant de 1 à 8 atomes de carbone, par le groupe -CH2OQ et leurs produits de condensation. Plus avantageusement, ces autres constituants additionnels sont dépourvus de formaldéhyde et dépourvus des donneurs de méthylène décrits dans ce paragraphe.

[0028] Encore plus préférentiellement, dans le mode de réalisation où les constituants de base comprennent d’autres constituants additionnels, ces autres constituants additionnels sont dépourvus de formaldéhyde et/ou dépourvus de donneur de méthylène. Plus avantageusement, ces autres constituants additionnels sont dépourvus de formaldéhyde et dépourvus des donneurs de méthylène.

[0029] Par dépourvu de formaldéhyde ou dépourvu de donneur de méthylène, on entend que le taux massique total du formaldéhyde ou du ou des donneurs de méthylène appartenant aux groupes décrits ci-dessus en poids total du ou des composés A1 dans les constituants de base est inférieur ou égal à 10%, de préférence à 5%, plus préférentiellement à 2% et encore plus préférentiellement à 1%.

[0030] Par dépourvu de formaldéhyde et dépourvu de donneur de méthylène, on entend que le taux massique total du formaldéhyde et du ou des donneurs de méthylène appartenant aux groupes décrits ci-dessus en poids total du ou des composés A1 dans les constituants de base est inférieur ou égal à 10%, de préférence à 5%, plus préférentiellement à 2% et encore plus préférentiellement à 1%.

1.1 - Composé aromatique A1

[0031] Le premier constituant essentiel de la résine thermodurcissable selon le premier mode de réalisation de l’invention est un composé aromatique comprenant au moins un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions, l’une de ces fonctions étant une fonction aldéhyde ou une fonction hydroxyméthyle, l’autre étant une fonction aldéhyde ou une fonction hydroxyméthyle. Ainsi, conformément à l’invention, c’est ledit noyau aromatique qui est porteur des fonctions hydroxyméthyle ou des fonctions hydroxyméthyle et aldéhyde. Le composé selon l’invention répond donc à la formule générale (I) : B-Ar-C (I) où Ar représente un noyau aromatique et B, C représentent respectivement CHO ou CH2OH. [0032] Le noyau aromatique est avantageusement un noyau à 5 ou 6 chaînons, comprenant, en tant que chaînon, des atomes de carbone et éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier des atomes d’azote, d’oxygène, de soufre, éventuellement oxydé sous forme de N-oxyde ou de S-oxyde. Dans une variante, le noyau aromatique comprend 0, 1 ou 2 hétéroatome(s). Le reste du noyau aromatique peut être substitué ou non.

[0033] Le noyau aromatique peut porter 0, 1 ou 2 fonctions aldéhyde, avantageusement 0 ou 1 fonction aldéhyde.

[0034] Le noyau aromatique peut porter 1 , 2 ou 3 fonctions hydroxyméthyle, avantageusement 1 ou 2 fonctions hydroxyméthyle.

[0035] En outre, le noyau aromatique peut également porter 0, 1 ou 2 autre(s) fonction(s), en particulier hydroxyle.

[0036] Dans le mode de réalisation dans lequel le noyau aromatique est un noyau à 6 chaînons, les fonctions B et hydroxyméthyle sont avantageusement en position méta ou en para l’une par rapport à l’autre.

[0037] Dans le mode de réalisation dans lequel le noyau aromatique est un noyau à 5 chaînons, le noyau peut comprendre un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier des atomes d’azote, d’oxygène, de soufre, éventuellement oxydé sous forme de N-oxyde ou de S-oxyde. Avantageusement, le noyau aromatique comprend 1 ou 2 hétéroatome(s), de préférence 1 hétéroatome.

[0038] Dans ce mode de réalisation dans lequel le noyau aromatique est un noyau à 5 chaînons, au moins une des trois conditions suivantes est respectée :

- le noyau aromatique comprend 0 ou une seule fonction aldéhyde ;

- le noyau aromatique comprend une ou deux fonctions hydroxyméthyle ;

- le noyau aromatique comprend une ou deux fonctions aldéhyde.

[0039] Avantageusement, outre les fonctions aldéhyde et hydroxyméthyle, le reste du noyau aromatique n’est pas substitué.

[0040] Avantageusement, dans un premier cas, le noyau aromatique comprend :

- une seule fonction aldéhyde ;

- une seule fonction hydroxyméthyle ; - outre les fonctions aldéhyde et hydroxyméthyle, le reste du noyau aromatique n’est pas substitué.

[0041] Avantageusement, dans un deuxième cas, le noyau aromatique comprend :

- deux fonctions hydroxyméthyle ;

- outre les fonctions hydroxyméthyle, le reste du noyau aromatique n’est pas substitué. [0042] Avantageusement, dans un troisième cas, le noyau aromatique comprend :

- deux fonctions aldéhyde ;

- outre les fonctions aldéhyde, le reste du noyau aromatique n’est pas substitué.

[0043] Avantageusement, le composé aromatique A1 répond à la formule générale (II) : dans laquelle B et C représentent respectivement CHO ou CH2OH, X représente O, NR1, NO, S, SO, SO2, SR2R3, Ri, R2, R3 représentent chacun, indépendamment l’un de l’autre, un hydrogène, un groupe alkyle, aryle, arylalkyle, alkylaryle ou cycloalkyle.

[0044] Dans une première variante, le composé A1 est de formule générale (II’) : dans laquelle X, B sont tels que définis précédemment.

[0045] Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, B représente CHO. Dans un autre mode de réalisation, B représente CH2OH.

[0046] Selon un mode de réalisation préférentiel, X représente O.

[0047] Dans ce mode de réalisation, le composé A1 est de formule (Ha) :

B étant tel que défini précédemment et plus particulièrement de formule (H’a1) ou (H’a2) :

[0048] Le 5-(hydroxyméthyl)furfural (ll’al) est un aldéhyde particulièrement adapté, étant donné que ce composé organique peut facilement être issu de ressources renouvelables. En effet, il est issu notamment de la déshydratation de certains sucres tels que le fructose, le glucose, le sucrose, la cellulose et l’inuline.

[0049] Dans une deuxième variante, le composé A1 est de formule générale (II”) :

B étant tel que défini précédemment et plus particulièrement de formule (H”a1) ou (H”a2) : (ir'bi)

[0050] Dans un autre mode de réalisation, X représente NRi ou NO, avantageusement NRi.

Ri est tel que défini précédemment.

[0051] Dans une variante, le composé A1 est de formule (llb) :

B étant tel que défini précédemment et plus particulièrement de formule (H’b1) ou (H’b2) :

(H'b1) (Il'b2i dans lesquelles Ri représente un hydrogène, un groupe alkyle, aryle, arylalkyle, alkylaryle ou cycloalkyle. Avantageusement Ri représente un hydrogène ou un groupe alkyle en Ci-Ce.

[0052] Dans un autre mode de réalisation, X représente S, SO, SO2 ou SR2R3.

[0053] Dans ce mode de réalisation, le composé A1 est de formule (Ile) :

B étant tel que défini précédemment avec X représente S, SR2R3, SO, SO2, R2, R3 représentent chacun, indépendamment les uns des autres, un hydrogène, un groupe alkyle, aryle, arylalkyle, alkylaryle ou cycloalkyle, B étant tel que défini précédemment ; et plus particulièrement de formule (Il’c1) ou (H’c2) : dans laquelle X représente S, SR2R3, SO, SO2, R2, R3 représentent chacun, indépendamment les uns des autres, un hydrogène, un groupe alkyle, aryle, arylalkyle, alkylaryle ou cycloalkyle.

[0054] Le composé A1 peut ainsi être :

[0055] Avantageusement R2, R3 représentent chacun, l’un indépendamment de l’autre, un radical alkyle en Ci-Ce.

[0056] Le composé A1 est avantageusement de formule (H’c1) ou (I I’c2).

[0057] Dans une autre variante, le noyau aromatique est un noyau à 6 chaînons, pouvant comprendre 0, un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier d’azote, éventuellement oxydé sous forme de N-oxyde. Dans une variante, le noyau aromatique comprend 0, 1, ou 2 hétéroatome(s).

[0058] Les fonctions B et hydroxyméthyle sont avantageusement en position méta ou en para l’une par rapport à l’autre.

[0059] Le noyau aromatique peut porter 0, 1 ou 2 fonctions aldéhyde, avantageusement 0 ou 1 fonction aldéhyde.

[0060] Le noyau aromatique peut porter 1 , 2 ou 3 fonctions hydroxyméthyle, avantageusement 1 ou 2 fonctions hydroxyméthyle. [0061] Avantageusement, le composé A1 est de formule générale (III) : dans laquelle D représente un hydrogène, un alkyle, aryle, arylalkyle, alkylaryle ou cycloalkyle, ou un groupement hydroxyalkyl . Conformément à l’invention, p+n>1 et m<5. [0062] Avantageusement m vaut 0 ou 1.

[0063] Avantageusement D représente un hydrogène ou groupement hydroxyméthyl.

[0064] Dans une variante, n vaut 1 et p vaut 1.

[0065] Dans une autre variante, n vaut 3 et p vaut 0.

[0066] Dans une autre variante, n vaut 2 et p vaut 1.

[0067] Dans une autre variante, n vaut 1 et p vaut 2.

[0068] Dans une autre variante, n vaut 0 et p vaut 2.

[0069] Dans une autre variante, n vaut 0 et p vaut 3.

[0070] Préférentiellement le noyau aromatique du composé aromatique A1 est un noyau benzénique. Plus préférentiellement, cet aldéhyde est choisi dans le groupe constitué par le 2-hydroxymethyl-benzène-1-carboxaldéhyde, le 3- hydroxymethyl -benzène-1- carboxaldéhyde, le 4-hydroxymethyl-benzène-1-carboxaldéhyde, le 1,2-hydroxymethyl- benzène, le 1,3-hydroxymethyl-benzène, le 1,4-hydroxymethyl-benzène, le 2- Methoxybenzaldéhyde, le 3-Methoxybenzaldéhyde, le 4-Methoxybenzaldéhyde, le 2,6- Diméthoxybenzaldéhyde, le 2,4,6-Triméthoxybenzaldéhyde, et les mélanges de ces composés.

[0071] Encore plus préférentiellement le composé aromatique A1 utilisé est le 1- hydroxymethyl-benzène-4-carboxaldéhyde de formule (Ilia) ou le 1,4-hydroxymethyl- benzène de formule (lllb) ou encore l’acide téréphtalique de formule (lll’b):

[0072] De préférence, lorsque la résine thermodurcissable est à base de polyphénol et d’un ou plusieurs composés de formule (I), la composition est dépourvue de formaldéhyde.

[0073] Lorsque la résine thermodurcissable est à base de polyphénol, d’un ou plusieurs composés de formule (I) et d’aldéhydes, chaque aldéhyde est préférentiellement différent du formaldéhyde. La composition est alors également dépourvue de formaldéhyde.

[0074] En d’autres termes et de manière préférée, lorsqu’un aldéhyde est présent, le ou chaque aldéhyde de la résine thermodurcissable est différent du formaldéhyde.

[0075] Par dépourvue de formaldéhyde, on entend que le taux massique de formaldéhyde en poids total du ou des aldéhydes est inférieur ou égal à 10%, de préférence à 5% et plus préférentiellement à 2%, ces pourcentages correspondant à des traces susceptibles d’être présentes dans le ou les aldéhydes utilisés industriellement.

I.2 - Polyphénol aromatique et/ou monophénol aromatique - composés A2

[0076] Selon le premier mode de réalisation de l’invention, le deuxième constituant essentiel de la résine thermodurcissable est un polyphénol aromatique A2 comportant un ou plusieurs noyau(x) aromatique(s). Le polyphénol aromatique comprend au moins un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions hydroxyle en position méta l’une par rapport à l’autre, les deux positions ortho d’au moins une des fonctions hydroxyle étant non substituées.

[0077] Conformément à l’invention, le composé A2 peut être, dans un mode de réalisation, une molécule simple de polyphénol aromatique comprenant un ou plusieurs noyaux aromatiques, au moins un de ces noyaux aromatiques, voire chaque noyau aromatique, étant porteur d’au moins deux fonctions hydroxyle en position méta l’une par rapport à l’autre, les deux positions ortho d’au moins une des fonctions hydroxyle étant non substituées.

[0078] Conformément à l’invention, le composé A2 peut être, dans un autre mode de réalisation, une résine pré-condensée à base :

- d’au moins un polyphénol aromatique, comprenant au moins un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions hydroxyle en position méta l’une par rapport à l’autre, les deux positions ortho d’au moins une des fonctions hydroxyle étant non substituées ; et

- d’au moins un composé susceptible de réagir avec ledit polyphénol aromatique comprenant au moins une fonction aldéhyde et/ou au moins un composé susceptible de réagir avec ledit polyphénol aromatique comprenant au moins deux fonctions hydroxyméthyle portées par un noyau aromatique.

[0079] Une telle résine pré-condensée à base de polyphénol aromatique est conforme à la définition du composé A2 et comprend, contrairement à la molécule simple décrite ci-dessus, un motif répétitif. En l’espèce, le motif répétitif comprend au moins un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions hydroxyle en position méta l’une par rapport à l’autre. [0080] Dans les modes de réalisation particuliers qui suivent, on décrit le ou les noyaux aromatiques du polyphénol aromatique et/ou du monophénol aromatique. Par souci de clarté, on y décrit le « polyphénol aromatique » et/ou le « monophénol aromatique » sous sa forme de molécule simple. Ce polyphénol aromatique et/ou ce monophénol aromatique pourra ensuite être condensé et définira en partie le motif répétitif. Les caractéristiques de la résine pré-condensée sont décrites plus en détail par la suite.

Polyphénol aromatique A2

[0081] Dans un mode de réalisation préféré, le noyau aromatique du polyphénol aromatique est porteur de trois fonctions hydroxyle en position méta les unes par rapport aux autres.

[0082] De préférence, les deux positions ortho de chaque fonction hydroxyle sont non substituées. On entend par là que les deux atomes de carbone situés de part et d’autre (en position ortho) de l’atome de carbone hydroxylé (i.e. , porteur de la fonction hydroxyle) sont porteurs d’un simple atome d’hydrogène.

[0083] Encore plus préférentiellement, le reste du noyau aromatique est non substitué. On entend par là que les autres atomes de carbone du reste du noyau aromatique (ceux autres que les atomes de carbone porteurs des fonctions hydroxyle) sont porteurs d’un simple atome d’hydrogène.

[0084] Dans un mode de réalisation, le polyphénol aromatique comprend plusieurs noyaux aromatiques, au moins deux d’entre eux étant chacun porteur d’au moins deux fonctions hydroxyle en position méta l’une par rapport à l’autre, les deux positions ortho d’au moins une des fonctions hydroxyle d’au moins un noyau aromatique étant non substituées.

[0085] Dans un mode de réalisation préféré, au moins un des noyaux aromatiques du polyphénol aromatique est porteur de trois fonctions hydroxyle en position méta les unes par rapport aux autres.

[0086] De préférence, les deux positions ortho de chaque fonction hydroxyle d’au moins un noyau aromatique sont non substituées.

[0087] Encore plus préférentiellement, les deux positions ortho de chaque fonction hydroxyle de chaque noyau aromatique sont non substituées.

[0088] Encore plus préférentiellement, le reste de chacun des noyaux aromatiques est non substitué. On entend par là que les autres atomes de carbone du reste de chaque noyau aromatique (ceux autres que les atomes de carbone porteurs des fonctions hydroxyle ou porteurs du groupe liant entre eux les noyaux aromatiques) sont porteurs d’un simple atome d’hydrogène.

[0089] Avantageusement, le noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions hydroxyles en position méta l’une par rapport à l’autre, les deux positions ortho d’au moins une des fonctions hydroxyles étant non substituée, est un noyau benzénique.

[0090] Avantageusement, chaque noyau aromatique du polyphénol aromatique est un noyau benzénique.

[0091] A titre d’exemple de polyphénol aromatique comportant un seul noyau aromatique, on peut citer en particulier, le résorcinol et le phloroglucinol, pour rappel de formules développées respectivement (IV) et (V) :

[0092] A titre d’exemples, dans le cas où le polyphénol aromatique comporte plusieurs noyaux aromatiques, au moins deux de ces noyaux aromatiques, identiques ou différents, sont choisis parmi ceux de formules générales : dans lesquelles les symboles Zi , Z2, identiques ou différents s’ils sont plusieurs sur le même noyau aromatique, représentent un atome (par exemple carbone, soufre ou oxygène) ou un groupe de liaison par définition au moins divalent, qui relie au moins ces deux noyaux aromatiques au reste du polyphénol aromatique.

[0093] Un autre exemple de polyphénol aromatique est le 2,2',4,4'-tétrahydroxydiphényl sulfide de formule développée suivante (VII) :

[0094] Un autre exemple de polyphénol aromatique est le 2,2',4,4'-tétrahydroxydiphényl benzophénone de formule développée suivante (VIII) :

[0095] On note que chaque composé VII et VIII est un polyphénol aromatique comportant deux noyaux aromatiques (de formules Vl-c) dont chacun est porteur d’au moins deux (en l’occurrence de deux) fonctions hydroxyle en position méta l’une par rapport à l’autre. [0096] On note que dans le cas d’un polyphénol aromatique comportant au moins un noyau aromatique conforme à la formule Vl-b, les deux positions ortho de chaque fonction hydroxyle d’au moins un noyau aromatique sont non substituées. Dans le cas d’un polyphénol aromatique comportant plusieurs noyaux aromatiques conformes à la formule Vl-b, les deux positions ortho de chaque fonction hydroxyle de chaque noyau aromatique sont non substituées. [0097] Selon un mode de réalisation de l’invention, le polyphénol aromatique est choisi dans le groupe constitué par le résorcinol, le phloroglucinol, le 2,2',4,4'-tétrahydroxydiphényl sulfide, la 2,2',4,4 -tétrahydroxybenzophenone, et les mélanges de ces composés. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le polyphénol aromatique est le phloroglucinol.

[0098] Dans un mode de réalisation, le composé A2 comprend une résine pré-condensée à base du polyphénol aromatique tel que décrit dans l’un quelconque de ces modes de réalisations.

[0099] Cette résine pré-condensée est avantageusement à base :

- d’au moins un polyphénol aromatique tel que défini précédemment, et préférentiellement choisi dans le groupe constitué par le résorcinol (IV), le phloroglucinol (V), le 2, 2', 4,4'- tétrahydroxydiphényl sulfide (VII), la 2,2',4,4-tétrahydroxybenzophenone (VIII), et leurs mélanges ; et

[0100] Le composé susceptible de réagir avec ledit polyphénol aromatique peut être un composé aromatique tel que défini précédemment au paragraphe 1.1 , un composé de formule Ar-(CHO)2, où Ar est tel que défini précédemment pour le composé aromatique du paragraphe 1.1, ou tout autre aldéhyde. Avantageusement, ledit composé est choisi dans le groupe constitué par un composé aromatique comprenant un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions, l’une de ces fonctions étant une fonction hydroxyméthyle, l’autre étant une fonction aldéhyde ou une fonction hydroxyméthyle, le formaldéhyde, le furfuraldéhyde, le 2,5-furanedicarboxaldéhyde, le 1,4-benzènedicarboxaldéhyde, le 1,3- benzènedicarboxaldéhyde, le 1,2-benzènedicarboxaldéhyde et les mélanges de ces composés. Très avantageusement, lorsque le composé est un composé aromatique comprenant un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions, l’une de ces fonctions étant une fonction hydroxyméthyle, l’autre étant une fonction aldéhyde ou une fonction hydroxyméthyle, ce composé est choisi dans le groupe constitué par le 5-(hydroxyméthyl)- furfural, le 2,5-di(hydroxyméthyle)furane et les mélanges de ces composés.

[0101] Ainsi, dans la résine pré-condensée à base de polyphénol aromatique, le motif répétitif répond aux caractéristiques du polyphénol aromatique définies précédemment avec au moins un des atomes de carbone du noyau aromatique, qui était non substitué, relié à un autre motif.

[0102] Quel que soit le composé autre que le polyphénol aromatique à la base de la résine pré-condensée, cette résine pré-condensée est dépourvue de formaldéhyde libre. En effet, même dans le cas où la résine pré-condensée est à base d’un polyphénol aromatique tel que décrit précédemment et de formaldéhyde, le formaldéhyde ayant déjà réagi avec le polyphénol aromatique, la résine pré-condensée est dépourvue de formaldéhyde libre susceptible de pouvoir réagir avec un composé A1 conforme à l’invention dans une étape ultérieure.

[0103] Le composé A2 peut également comprendre un mélange d’une molécule libre de polyphénol aromatique et d’une résine pré-condensée à base de polyphénol aromatique, telle que décrite précédemment. En particulier, le composé A2 peut également comprendre un mélange de phloroglucinol et d’une résine pré-condensée à base de phloroglucinol.

I.3 - Composé I.3 - composé (III)

[0104] Le troisième constituant essentiel de la composition adhésive aqueuse est le composé (III) :

X

,A ,R1

H N N .

R2 R3 dans laquelle chaque groupe R1, R2, R3 représente indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyl, alcènyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, cycloalkyl ou hydrogène, X représente S, O ou N-R4 avec R4 représentant un groupe alkyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, cycloalkyl ou le composé (III) est la mélamine ou l’uracile.

[0105] De préférence, R1 et/ou R2 et/ou R3 représente l’hydrogène. Préférentiellement X représente O.

[0106] Avantageusement, le composé (III) est l’urée de formule:

[0107] Dans un autre mode de réalisation, le composé (III) est la mélamine de formule :

[0108] Dans un autre mode de réalisation, le composé (III) est l’uracile de formule :

[0109] Comme indiqué précédemment, de préférence, le taux massique d’urée va de préférence de 0,3 % à 20% par rapport à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive. Sur cette plage, la stabilité à froid est optimale et la durée de vie de la composition adhésive aqueuse permet une flexibilité d’usage plus importante.

[0110] Un taux supérieur à 20% améliorerait fortement la stabilité à froid mais les performances adhésives seraient fortement dégradées.

[0111] Un taux inférieur à 0,3% ne serait pas suffisant pour décaler les propriétés de la composition.

[0112] I.4 Composé additionnel

[0113] Avantageusement, la composition adhésive aqueuse comprend en outre un sel d’ammonium à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive aqueuse allant de 0,001 à 0,050.

[0114] Par taux d’extrait sec du sel d’ammonium, on entend le rapport entre la masse de sel d’ammonium sur la masse d’extrait sec de la composition adhésive.

[0115] De préférence, le sel d’ammonium est choisi parmi le chlorure d'ammonium, le fluorure d'ammonium, le bromure d'ammonium, l'iodure d'ammonium, les dérivés d’ammonium à base de phosphore, les dérivés d’ammonium à base soufre, les dérivés d’ammonium à base d’acide organique, les dérivés d’ammonium carbonates, les dérivés d’ammonium à base d’azote et les mélanges de ces composés et de préférence le sel d’ammonium est le chlorure d’ammonium.

[0116] Avantageusement, les dérivés à base de phosphore sont tels que le phosphate d'ammonium, l'hydrogénophosphate d'ammonium et le dihydrogénophosphate d'ammonium. [0117] Avantageusement, les dérivés à base de phosphore sont tels que le phosphate d'ammonium, l'hydrogénophosphate d'ammonium et le dihydrogénophosphate d'ammonium. [0118] Avantageusement, les dérivés à base soufre sont tels que le sulfate d'ammonium, l'hydrogénosulfate d'ammonium.

[0119] Avantageusement, les dérivés à base d’acide organique sont tels que le citrate d’ammonium, l’acétate d’ammonium.

[0120] Avantageusement, les dérivés carbonates sont tels que le carbonate d’ammonium, l’hydrogénocarbonate d’ammonium.

[0121] Avantageusement, les dérivés à base d’azote sont tels que le nitrate d’ammonium.

[0122] Avantageusement, le sel d’ammonium est à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive inférieur ou égal à 0,030, de préférence inférieur ou égal à 0,020. [0123] Avantageusement, le sel d’ammonium est à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive supérieur ou égal à 0,003 et de préférence supérieur ou égal à 0,005. [0124] De préférence, le taux massique de chlorure d’ammonium va de préférence de 0,30% à 3,00% par rapport à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive. Sur cette plage, la réactivité à chaud est encore améliorée et les qualités de mise en œuvre de la composition sont préservées sans affecter la flexibilité d’usage de la composition adhésive aqueuse.

I.5 Additifs - Fabrication de la composition adhésive aqueuse

[0125] La composition adhésive aqueuse de l’invention peut bien entendu comporter tout ou partie des additifs habituels pour compositions adhésives aqueuses tels que ceux utilisés dans les colles phénoplastes conventionnelles ; on citera par exemple des bases telles que ammoniaque, hydroxyde de sodium, de potassium ou ammonium, des colorants, des charges telles que noir de carbone, silice, craie, grignons d’olive ou toutes autres charges naturelles, antioxydants ou autres stabilisants, des épaississants, par exemple la carboxyméthylcellulose, ou des gélifiants, par exemple une gélatine, permettant d’augmenter la viscosité de la composition.

[0126] Typiquement, lors de la préparation de la résine, on mélange les constituants de la résine thermodurcissable elle-même sans ordre prédéfini mais avantageusement en mélangeant tout d’abord l’eau avec la soude puis le polyphénol aromatique A2 puis le composé aromatique A1. Le composé III est ensuite ajouté en une plusieurs fois. La résine peut être laissée au repos en l'état, ce qui peut correspondre à un temps de stockage par exemple. L’homme du métier saura ajuster ce temps pour utiliser la résine à la viscosité souhaitée pour l’utilisation en composition adhésive aqueuse. Par exemple, la résine peut être laissée au repos 24h avant de lui ajouter le composé additionnel ou encore l’ajout du composé additionnel peut se faire 15 minutes avant l’utilisation de la composition adhésive aqueuse.

[0127] La réalisation de la résine thermodurcissable peut être réalisée à un pH compris entre 7 et 14, plus préférentiellement entre 9 et 12.

[0128] Ainsi, la composition adhésive aqueuse est obtenue par mélangeage :

- du composé aromatique A1, et

- du polyphénol aromatique A2 ; dans un solvant basique ayant de préférence un pH compris entre 7 et 14, plus préférentiellement entre 9 et 12 pour obtenir une résine thermodurcissable; et on ajoute après mélangeage de la résine le composé (III) à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive aqueuse allant de 0,003 à 0,160 pour obtenir la composition adhésive aqueuse.

[0129] La concentration de la composition peut être ajustée en fonction de son utilisation spécifique (temps d’ouverture, viscosité).

[0130] Avantageusement, dans la composition adhésive aqueuse finale ainsi préparée, le taux d’extrait sec de résine thermodurcissable selon l’invention va de 5 à 80 %, plus préférentiellement de 10 à 60 % en poids de l’extrait sec de composition adhésive.

[0131] Dans le cas où l’application finale de la composition adhésive nécessite une viscosité plus forte, l’homme de l’art saura ajuster les caractéristiques finales de viscosité de la composition adhésive en ajoutant à celle-ci un épaississant ou bien tout type des charges connues (par exemple de la poudre de noyaux d’olive et/ou de la craie).

[0132] La composition pourra être utilisée immédiatement ou bien stockée à température ambiante (23°C) pendant un temps de maturation pouvant varier typiquement de une à plusieurs heures voire plusieurs jours, avant son utilisation finale, l’homme de l’art déterminera en fonction de la concentration de la composition le temps de stockage possible.

[0133] De préférence, la teneur en eau de la composition adhésive aqueuse va de 20 à 95% en poids, de préférence de 40 à 90% en poids.

[0134] Par taux d’extrait sec total de la composition adhésive, on entend le rapport entre la masse de résidu obtenue après séchage de la composition adhésive sur la masse de la composition adhésive avant séchage.

[0135] Par taux d’extrait sec de la résine thermodurcissable, on entend le rapport entre la masse de la résine thermodurcissable obtenue après séchage de la composition adhésive sur la masse de la composition adhésive avant séchage.

[0136] Ces deux taux d’extrait sec sont mesurés conformément à la norme N F EN 827 (mars 2006).

[0137] Par teneur en eau de la composition adhésive aqueuse, on entend le poids en eau par rapport au poids total de la composition adhésive.

Il - ASSEMBLAGE COLLÉ DE L’INVENTION

11.1 - Définitions ; exemples

[0138] Comme indiqué précédemment, la présente invention concerne également l’utilisation de la composition adhésive aqueuse précédemment décrite, pour le collage d’au moins deux éléments cellulosiques, avantageusement d’au moins deux éléments en bois. [0139] Ainsi, un assemblage collé de deux éléments selon l’invention comprend une couche de la composition adhésive aqueuse telle que décrite précédemment joignant les deux éléments l’un à l’autre.

[0140] Dans un mode de réalisation, ces deux éléments sont en bois.

[0141] Par bois, on entend le tissu végétal issu de plantes ligneuses. Des exemples de tissu végétal sont le tronc, les branches et les racines. Par exemple, les plantes ligneuses dont est issue le tissu végétal sont le chêne, le châtaignier, le frêne, le noyer, le hêtre, le peuplier, le sapin, le pin, l’olivier, l’aulne ou encore le bouleau.

[0142] On pourra également utiliser la colle pour le collage d’éléments réalisés dans des matériaux différents du bois, par exemple les matières plastiques, par exemple les matières thermodurcissables ou thermoplastiques, les textiles, les matières minérales ou les mélanges de ces matériaux, y compris avec le bois

[0143] Par élément, on entend toute particule ou morceau monolithique. Des exemples d’éléments en bois sont des plis destinés à former un assemblage contreplaqué, des lattis destinés à former un assemblage latté, des particules telles que des copeaux, de la sciure, de la farine ou des flocons, pour former un assemblage aggloméré, que les particules soient orientées ou non, des fibres destinées à former un assemblage de fibres.

[0144] Avantageusement, les éléments en bois peuvent être des placages de bois, des lamelles de bois, des fibres de bois, des particules de bois ou un mélange de ces composés.

II.2 - Fabrication de l’assemblage collé

[0145] L’assemblage collé de l'invention peut être préparé selon un procédé de collage d’au moins deux éléments cellulosiques, avantageusement deux éléments en bois, dans lequel :

- on applique une couche de la composition adhésive aqueuse selon l’invention sur au moins l’un des éléments, et,

[0146] Avantageusement, la cuisson s’effectue par cuisson à la vapeur d’eau, cuisson par contact avec les plateaux d’une presse de cuisson ou cuisson par haute fréquence.

[0147] L’étape d’application de la composition adhésive sur l’un ou les éléments peut être réalisée selon toute méthode appropriée, notamment par toute technique d’enduction connue telle que par exemple pulvérisation, imprégnation, injection sous pression ou encore par une combinaison d’une ou plusieurs de ces techniques.

[0148] On pourra, par exemple pour des plaçages de bois, préférentiellement utiliser un taux de composition adhésive aqueuse allant de 50 à 400 gr.rrr² et de préférence de 70 à 300 gr.rrr². L’homme de l’art saura adapter le grammage de composition adhésive aqueuse à ses éléments en bois et à son propre procédé. [0149] Après l’étape d’application de la composition adhésive, on procède à une étape de cuisson : l’assemblage collé est chauffé à une température allant de 30°C à 250°C, de préférence de 50°C à 200°C, très préférentiellement de 80°C à 160°C en fonction des applications visées. Ce traitement thermique vise à éliminer tout solvant ou eau et à réticuler la résine thermodurcissable. Selon les domaines d’application, le traitement thermique pourra être conduit en deux temps : un premier traitement thermique visant à éliminer tout solvant ou eau, un deuxième traitement thermique visant à finir la réticulation de la résine thermodurcissable.

[0150] Dans un premier mode de réalisation, les éléments joints par la composition adhésive sont soumis à une étape de cuisson par vapeur d’eau, avantageusement à une température supérieure ou égale à 100°C.

[0151] Dans un deuxième mode de réalisation, les éléments joints par la composition adhésive sont soumis à une étape de cuisson par contact avec les plateaux d’une presse de cuisson, avantageusement à une température supérieure ou égale à 80°C.

[0152] Dans un troisième mode de réalisation, les éléments joints par la composition adhésive sont soumis à une étape de cuisson par haute fréquence, avantageusement allant de 300 GHz à 300 MHz.

[0153] De préférence, l’assemblage collé est maintenu sous pression, par exemple sous une pression allant jusqu’à 18 Kg. cm^-2. Plus préférentiellement, l’étape de maintien sous pression est réalisée simultanément avec l’étape de chauffage.

[0154] La durée de l’étape de chauffage et/ou de maintien sous pression varie de quelques minutes à quelques heures selon les cas, notamment en fonction du couple température- pression utilisé.

[0155] Dans un mode de réalisation, les deux éléments à assembler sont en bois.

[0156] L'homme du métier saura ajuster, le cas échéant, la température et la durée du traitement thermique ci-dessus, en fonction des conditions particulières de mise en œuvre de l'invention, notamment de la nature exacte de l’élément. En particulier, l'homme du métier aura avantage à réaliser des balayages en température et durée de traitement ainsi que des balayages de grammage de composition adhésive aqueuse, de manière à rechercher, par approches successives, les conditions opératoires conduisant aux meilleurs résultats d'adhésion et de viscosité pour chaque mode de réalisation particulier de l'invention.

Ill - EXEMPLES DE REALISATION DE L’INVENTION ET TESTS COMPARATIFS

[0157] Ces essais démontrent que la performance de collage de deux éléments de bois avec une composition adhésive aqueuse selon l’invention est équivalente voire améliorée, la stabilité à froid est améliorée et la réactivité à chaud, c’est-à-dire le temps de gel à 95°C, de la composition adhésive aqueuse selon l’invention est plus importante par rapport à une composition adhésive conventionnelle sans formol.

[0158] Pour cela trois compositions adhésives aqueuses ont été préparées, deux conformément au mode de réalisation de l’invention (notées ci-après C-1 et C-2), une composition de l’état de la technique selon WO2017/168109 notée T0. Leurs formulations (exprimées en pourcentage en poids) sont présentées dans le tableau 1 ci-dessous. Les quantités répertoriées dans ce tableau sont celles des constituants à l’état sec, ramenées à un total de 100 parties en poids de composition adhésive aqueuse (c’est-à-dire les constituants et l’eau).

[0159] La composition adhésive C-0 est une composition de l’état de la technique à base de 5-(hydroxyméthyl)-furfural et de phloroglucinol.

[0160] Les compositions adhésives C-1 et C-2 selon l’invention sont des compositions à base de 5-(hydroxyméthyl)-furfural et de phloroglucinol et d’urée pour C-1 et à base de 5- (hydroxyméthyl)-furfural et de phloroglucinol et de chlorure d’ammonium pour C-2.

Protocole de réalisation de la composition adhésive aqueuse

[0161] Dans un ballon de 250mL muni d’un système d’agitation mécanique on introduit le composé aromatique A2 (par exemple le phloroglucinol) et la soude. On agite de 1 à 10 minutes pour homogénéiser (par exemple à 250 tours par minute). Puis on ajoute le composé A1 (le 5 HMF par exemple), on agite de 1 à 20 minutes, et pour une température allant de 20°C à 90°C. Le composé A1 pourra être préparé préalablement en solution aqueuse. Le composé III par exemple l’urée pourra ensuite être ajouté en une ou plusieurs étapes. Suivant la température réactionnelle choisie, on pourra appliquer une étape de refroidissement à la préparation pour amener le milieu réactionnel à température ambiante par exemple. La résine obtenue peut être stockée quelques minutes voire plusieurs heures ou plusieurs jours. L’homme de l’art saura adapter le temps de stockage avant utilisation en fonction de l’application visée ou bien en fonction des quantités de réactifs utilisées. A température ambiante, on ajoute après mélangeage de la résine le composé additionnel (par exemple le chlorure d’ammonium) puis les charges techniques précédemment décrites. On attend, en fonction des constituants ajoutés entre 5 à 15 minutes sous agitation mécanique à température ambiante. A l’issue de ce temps la composition adhésive aqueuse est prête à être utilisée.

[0162] [Tableau 1]

1) HMF (de la société Aldrich ; de pureté > 99%) ;

2) Phloroglucinol (de la société Aldrich ; de pureté 99%) ;

3) Urée (de la société Aldrich ; de pureté 99%)

4) Chlorure d’ammonium (de la société Aldrich ; de pureté 99%) ;

5) Hydroxyde de sodium (de la société Aldrich ; dilué à 99%) ;

6) Poudre de noyaux d'olive de la société la Provençale ;

7) Craie de la société Imerys.

[0163] Temps de gel

[0164] A l’issue de la préparation des différentes compositions adhésives aqueuses, on mesure le temps de gel. La détermination du temps de gel de la résine à 95°C est réalisée à partir d’un équipement de marque Gelnorm-Geltimer PST1. Cette mesure est décrite dans la norme NF EN ISO 9396 - Février 2001. Cette mesure permet de déterminer le temps qu’il faut à la résine pour se gélifier c'est-à-dire débuter sa solidification à une température donnée. Les mesures sont réalisées à partir d’environ 12g de résine. Ces 12 g de résine sont déposés dans un tube à essai spécifique, disponible chez Gel Instrumente AG, muni d’un rebord adapté à l’appareillage. Une bague en mousse vient sertir le tube à essai et est calée contre le rebord du tube à essai. La mesure se déroule à une température de 95°C. Cette température est maintenue pendant toute la durée de la mesure. Une tige spécifique en aluminium plonge dans la résine et est raccordée à l’appareil de mesure. Un capteur laser situé au-dessus du rebord du tube à essai permet de détecter tout mouvement vertical du tube à essai. L’appareil peut faire osciller verticalement la tige dans la résine. La tige est toujours plongée dans la résine au cours de l’oscillation. La fréquence d’oscillation de la tige est faible, environ une oscillation complète toutes les 10 secondes. Au démarrage de la mesure, lorsque l’oscillation débute, l’appareil déclenche simultanément un chronomètre. Lorsque la résine est encore fluide, la tige peut entrer et sortir librement de la résine, le tube à essai est immobile et le chronomètre est toujours en marche. En revanche, lorsque la résine durcit suffisamment, la tige oscillante se trouve bloquée dans la résine et le mouvement oscillant soulève alors la tige et le tube à essai simultanément. Le capteur laser détecte la présence du tube à essai hors de sa position ou à hauteur standard ce qui stoppe le chronomètre et arrête la mesure. La valeur lue sur le chronomètre machine correspond alors au temps de gel. Trois mesures sont effectuées par échantillon et la valeur moyenne des trois mesures constitue le temps de gélification de l’échantillon.

[0165] Les résultats sont reportés dans le tableau 2 ci-dessous dans lequel le temps de gel de la composition témoin C-0 est fixé à 100 et on va comparer les différentes compositions. Plus la valeur diminue plus la composition va être réactive à chaud.

[0166] Protocole de réalisation de l’éprouvette

[0167] Un panneau de contre-plaqué d’épaisseur environ 15mm constitué de 7 couches est fabriqué à partir de couches de bois, de l’okoumé par exemple, d’épaisseur unitaire 2,6mm. Chaque couche de bois mesure 50cm x 50cm. Les 6 premières couches de bois sont enduites de 190 g/m² de colle à base de résine de l’invention. Ces couches de bois enduites de colles sont ensuite empilées les unes sur les autres, face encollée contre face non encollée. L’homme de l’art saura alterner l’orientation de chaque couche de bois selon l’axe du fil du bois afin de constituer la structure composite bois [0790°] qu’est un contre-plaqué (0° parallèle à l’axe du fil du bois, 90° perpendiculaire au fil du bois). La dernière couche de bois finalise l’empilement. L’empilement ainsi formé peut être cuit à différentes conditions de cuisson et de pression que l’homme de l’art saura adapter en fonction de ses besoins par exemple pendant 12 minutes à 120°C à 10 bars (1MPa) de pression. Le panneau final obtenu, sorti de presse, mesure environ 50cm x 50cm x 15mm.

[0168] 24 heures après cette étape de cuisson, les éprouvettes de test sont découpées, dans le panneau de contre-plaqué 7 couches précédemment obtenu, selon les préconisations de la norme EN NF 314-1 2005 afin de déterminer la résistance au cisaillement du collage du panneau. La performance du collage est établie en sollicitant la couche de bois centrale du panneau de contre-plaqué. L’homme de l’art saura adapter les découpes des éprouvettes normalisées décrites selon EN314-1 pour ce faire. 5 éprouvettes normalisées découpées selon EN 314-1 sont ensuite placées en bain eau bouillante et étuve à 60°C selon l’épreuve 5.1.3 soit immersion 4 heures dans de l’eau en ébullition, puis séchage dans une étuve de séchage ventilée à 60°C +/- 3°C pendant 16 à 20 heures, puis immersion 4 heures dans de l’eau en ébullition, suivie d’un refroidissement dans de l’eau à 20°C +/- 3°C pendant au moins 1 heure. A la fin de la dernière étape de refroidissement des éprouvettes subissant l’épreuve 5.1.3, l’éprouvette est placée en l’état c'est-à-dire sans séchage dans les mâchoires d’une machine de traction, puis fractionnée à une vitesse et une température donnée (par ex 10mm/minute et 20°C).

[0169] On caractérise les niveaux d’adhésion en mesurant la force de cisaillement notée Fmax pour disjoindre les deux éléments l’un de l’autre via une cassure de la couche de collage. La force Fmax est rapportée à la section cisaillée soit 25 x 25 mm² pour obtenir la contrainte de cisaillement notée Fv. La moyenne arithmétique des 5 valeurs Fv mesurées sur les 5 éprouvettes testées est réalisée. La norme EN 314-2 prévoit que la contrainte de cisaillement Fv moyenne doit être supérieure à 1 Mpa pour que le collage soit conforme. On caractérise les niveaux d’adhésion en mesurant la force dite d'arrachage (notée Fmax) pour disjoindre les deux éléments l’un de l’autre via une cassure de la couche de collage. Une valeur supérieure à celle de l’éprouvette témoin utilisée avec la composition C-0, arbitrairement fixée à 100 reportée dans le tableau 2 ci-dessous, indique un résultat amélioré, c'est-à-dire une force d’arrachage supérieure à celle de l’éprouvette témoin. Une valeur supérieure à 90 correspond à une contrainte de cisaillement supérieure à 1 MPa.

[0170] [Tableau 2]

[0171] Pour valider la performance du collage une valeur supérieure à 90 est attendue par rapport aux conditions de la norme EN314-1. Les compositions adhésives aqueuses selon l’invention C-1 , C-2 et C-3, présentent une force d’arrachage supérieure à 90 et sensiblement équivalente ou supérieure à la composition témoin C-0.

[0172] On constate que le temps de gel est considérablement diminué par les compositions C-2 et C-3 ce qui permet d’améliorer la réactivité à chaud de la composition adhésive aqueuse et ici on voit bien l’effet du composé additionnel de chlorure d’ammonium.

Exemplification de l’amélioration de la stabilité à froid sur composition adhésive aqueuse :

Protocole de fabrication des compositions adhésives aqueuses pour le suivi de la stabilité à froid des compositions adhésives aqueuses : [0173] Dans un ballon de 250mL muni d’un système d’agitation mécanique on introduit le composé aromatique A1 (par exemple le phloroglucinol) et la soude. On agite de 1 à 10 minutes pour homogénéiser (par exemple à 250 tours par minute). Puis on ajoute le composé A2 (le 5 HMF par exemple), on agite de 1 à 20 minutes, et pour une température allant de 20°C à 90°C. Le composé III par exemple l’urée pourra ensuite être ajouté en une ou plusieurs étapes. Suivant la température réactionnelle choisie, on pourra appliquer une étape de refroidissement à la préparation pour amener le milieu réactionnel à température ambiante par exemple.

[0174] Pour cela quatre compositions adhésives aqueuses ont été préparées, trois conformément au mode de réalisation de l’invention (notées ci-après R-1 à R-3), une composition de l’état de la technique selon W02017/168109 notée R-0. Leurs formulations (exprimées en pourcentage en poids) sont présentées dans le tableau 3 ci-dessous.

[0175] [Tableau 3]

1) HMF (de la société Aldrich ; de pureté > 99%) ;

2) Phloroglucinol (de la société Aldrich ; de pureté 99%) ;

3) Urée (de la société Aldrich ; de pureté 99%)

4) Hydroxyde de sodium (de la société Aldrich ; dilué à 99%) ;

[0176] La stabilité des compositions adhésives est démontrée par un suivi de la viscosité des compositions en fonction du temps.

[0177] Mesure de la viscosité [0178] A l’issue de la préparation des différentes compositions adhésives aqueuses on mesure la viscosité à différents intervalles de temps. La viscosité est mesurée en utilisant un viscosimètre de marque Brookfield à l’aide du mobile LV 02 ou n°62 à l’aide du protocole suivant : on transvase l’échantillon dans la chambre thermostatée jusqu’à environ 150 mL en évitant la formation de bulles d’air, on laisse l’échantillon se réguler à la température de mesure de 20 °C pendant 1 à 20 minutes selon la température de départ de la composition. On sélectionne la vitesse de rotation du mobile, par exemple 60 rpm ou 60 tours par minute, et on met le mobile en rotation. On attend que le mobile en rotation se stabilise (1 minute) avant de faire la première lecture et on lit le résultat affiché.

[0179] Les résultats sont reportés dans la tableau 4 ci-dessous:

[0180] [Tableau 4]

Les résultats ci-dessus sont calculés en base 100 pour permettre une comparaison plus aisée. On peut constater que la composition Témoin R-0 atteint en 7 jours la valeur de viscosité la plus forte des compositions présentées. Il faut 23 jours pour que la composition R-2 atteigne une viscosité de 520. La composition témoin est la moins stable à froid car sa viscosité a augmenté plus rapidement que celles des autres compositions.

A 23 jours, la composition R-3 a la moins forte viscosité de toutes les compositions. C’est la composition la plus stable. Cela illustre l’apport du composé III sur la stabilité à froid de la composition.

Ainsi, les compositions aqueuses adhésives selon l’invention offrent une stabilité à froid plus forte que la composition adhésive du document W02017/168109 sans pénaliser la qualité de collage de la composition adhésive et apporter ainsi une flexibilité d’usage plus importante.

[0181] L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits.

Claims

REVENDICATIONS

1. Composition adhésive aqueuse, caractérisée en ce qu’elle comprend une résine thermodurcissable à base :

- d’au moins un polyphénol aromatique A2 comprenant au moins un noyau aromatique porteur d’au moins deux fonctions hydroxyle en position méta l’une par rapport à l’autre, les deux positions ortho d’au moins une des fonctions hydroxyle étant non substituées ; et en ce que la composition adhésive aqueuse comprend un composé (III) : dans laquelle chaque groupe R1, R2, R3 représente indépendamment l’un de l’autre, un groupe alkyl, alcènyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, cycloalkyl ou hydrogène, X représente S, O ou N-R4 avec R4 représentant un groupe alkyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, cycloalkyl ou le composé (III) est la mélamine ou l’uracile; avec le composé (III) étant à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive aqueuse allant de 0,003 à 0,160.

2. Composition selon la revendication précédente, dans laquelle le composé (III) est à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive inférieur ou égal à 0,150, de préférence inférieur ou égal à 0,100.

3. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le composé (III) est à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive supérieur ou égal à 0,004.

4. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le composé (III) est l’urée.

5. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le composé aromatique A1 répond à la formule générale (II) : où B et C représentent respectivement CHO ou CH2OH, X représente O, NR1, NO, S, SO, SO2, SR2R3, Ri représente un hydrogène, un groupe alkyle, aryle, arylalkyle, alkylaryle ou cycloalkyle, R2, R3 représentent chacun, indépendamment l’un de l’autre, un hydrogène, un groupe alkyle, aryle, arylalkyle, alkylaryle ou cycloalkyle.

6. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le composé aromatique A1 répond à la formule générale (H’a1) ou (H’a2) :

(ll’at) (H’a2)

7. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le noyau aromatique du polyphénol aromatique A2 est porteur de trois fonctions hydroxyle en position méta les unes par rapport aux autres.

8. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le polyphénol aromatique A2 est choisi dans le groupe constitué par le résorcinol, le phloroglucinol, le 2,2',4,4'-tétrahydroxydiphényl sulfide, la 2, 2', 4,4 - tétrahydroxybenzophenone, et les mélanges de ces composés, avantageusement le phloroglucinol.

9. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la composition adhésive aqueuse est obtenue par mélangeage : dans une première phase une résine thermodurcissable par mélangeage :

- du composé aromatique A1 , et

- du polyphénol aromatique A2 ; dans un solvant basique ayant de préférence un pH compris entre 7 et 14, plus préférentiellement entre 9 et 12 pour obtenir une résine thermodurcissable ; et on ajoute après mélangeage de la résine et le composé (III) à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive aqueuse allant de 0,003 à 0,160 pour obtenir la composition adhésive aqueuse.

10. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un sel d’ammonium à un taux massique d’extrait sec de la composition adhésive aqueuse allant de 0,001 à 0,050.

11. Composition selon la revendication précédente dans laquelle le sel d’ammonium est choisi parmi le chlorure d'ammonium, le fluorure d'ammonium, le bromure d'ammonium, l'iodure d'ammonium, les dérivés d’ammonium à base de phosphore, les dérivés d’ammonium à base soufre, les dérivés d’ammonium à base d’acide organique, les dérivés d’ammonium carbonates, les dérivés d’ammonium à base d’azote et les mélanges de ces composés et de préférence le sel d’ammonium est le chlorure d’ammonium.

12. Utilisation d’une composition adhésive selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 pour le collage d’au moins deux éléments cellulosiques, avantageusement d’au moins deux éléments en bois.

13. Procédé de collage d’au moins deux éléments cellulosiques, avantageusement deux éléments en bois, dans lequel :

- on applique une couche de la composition adhésive aqueuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 sur au moins l’un des éléments, et,

14. Procédé selon la revendication précédente dans lequel on procède à une étape de cuisson après l’étape d’application de la composition adhésive aqueuse dans laquelle la cuisson s’effectue par cuisson à la vapeur d’eau, cuisson par contact avec les plateaux d’une presse de cuisson ou cuisson par haute fréquence.

15. Assemblage collé de deux éléments, avantageusement en bois, comprenant une couche de la composition adhésive aqueuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 joignant au moins un des éléments à l’autre.