MC381A1 - Procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de resines polymerisables et masses fabriquées par ce procédé - Google Patents

Description

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BREVET D'INVENTION

Procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables et masses fabriquées par ce procédé.

Société Anonyme PELTEX

L'invention concerne un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables et les masses cellulaires fabriquées par ce procédé.

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r II est déjà connu d'obtenir des masses cellu laires en une résine phénolique, en ajoutant à celle-ci un agent de soufflage susceptible de dégager un gaz par réaction avec un acide, la réaction provoquant, en même temps que le g moussage, la prise de la résine. Cependant, la dite réaction est incontrôlable et incontrôlée, la réaction entre l'agent de soufflage, tel qu'un carbonate, et l'acide se produisant immédiatement au point d'introduction de l'acide et donnant des bulles donc des cavités de dimensions très variables inégale-1o ment réparties dans la masse. De plus l'acide provoque le durcissement par polymérisation de la résine phénolique donc un accroissement local de la viscosité du milieu, ©n a proposé également de mettre en oeuvre, dans un tel procédé, de l'acéto-butyrate de cellulose pour obtenir une mousse plus uniforme. 15 Toutefois, le procédé ainsi modifié ne donne pas un résultat satisfaisant, le deuxième corps de la réaction, savoir l'acide, qui détermine le moussage et le durcissement, étant introduit massivement en un point de la masse et entrant immédiatement en réaction.

20 La réalisation de masses cellulaires à base de résines polymérisables présente des problèmes particuliers. Il est en effet nécessaire de provoquer le moussage en assurant une génération des gaz uniformément répartie dans toute la masse et en évitant une polymérisation précoce ou localisée de 2 5 la résine soit sous l'action de l'acide destiné à réagir sur le corps basique pour produire la réaction génératrice de gaz, soit sous l'action des calories dégagées du fait du caractère exothermique des réactions.

Le procédé, conforme à l'invention, pour la 30" abrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables consiste à réaliser un mélange liquide anhydre d'une résine polymérisable avec des réactifs, solub3es ou dispersa-bles dans le dit mélange liquide, susceptible?de produire un dégagement de gaz en présence d'eau et à ajouter de l'eau au 35" "mélange immédiatement avant la mise en forme.

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le procédé objet de l'invention permet d'assurer, sans craindre un commencement prématuré de la réaction, un mélange intime parfaitement homogène, avec une répartition des substances assurant la réaction libérant les gaz qu'il n'avait jamais été possible de réaliser avec des résines poly-

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mérisables.

Les résines polymérisables susceptibles d'être mises en oeuvre dans le procédé objet de l'invention peuvent être des polyesters insaturés, des résines acryliques, des <1 résines d'urée-formol, des résines de mélamine, des résines phénoliques, etc.

Les réactifs susceptibles de produire un dégagement gazeux en présence d'eau sont constitués par un mélange d'au moins un sel dont l'anhydride gazeux est déplaçable par 15 un acide et d'au moins un anhydride d'un acide susceptible de déplacer celui-ci. Comme sels dont l'anhydride gazeux est déplaçable par un acide on peut utiliser des carbonates, des bi-carbonates, des nitrates ou des nitrites par exemple le carbonate de calcium, le nitrite d'urée, etc. Comme anhydride 20 on peut utiliser tous les anhydrides d'acide dispersables dans les résines ou leurs solvants et de préférence ceux qui sont solubles. A titre d'exemples des dits anhydrides *n peut citer : l'anhydride maléique, l'anhydride phtaliqu^,1'anhydride fumarique, l'anhydride furfurilique, etc.

2 5 Pour contrôler la vitesse de la réaction et selon une deuxième caractéristique du procédé, l'eau est introduite sous forme d'une émulsion aqueuse d'une résine thermoplastique. L'introduction de l'eau sous cette forme freine la réaction de formation de l'acide car la résine émulsionnée,

3 0" "d'une part, forme écran pour l'hydratation et, d'autre part,

absorbe les calories dégagées et il est passible en faisant varier la teneur en eau de 1'émulsion d'agir sur la rapidité de la réaction. L'émulsion peut être par exemple une émulsion aqueuse de résine styrène-butadiène, de vinylidène ou de ^5" "résines vinyliques ou acryliques. En outre, l'action ci-dessus j>-f; _ f

peut être renforcée en ajoutant à 1*émulsion des alcools et diuls telè que les glycérines, les sJrbit^la, les glycjls, etc.

Pour améliorer la structure cellulaire de la masse obtenue on met en oeuVre de préférence le phénomène de la viscosité thixotropique. la viscosité thixotropique-viscosité factice- est élevée à l'état de repos et basse à l'état de mouvement ou d'agitation de la masse. ."1 .... permet donc d'assurer aux bulles de gaz qui forment les cellules un cheminement facile au moment où la dite masse se trouve brassée par le dégagement gazeux tandis que les bulles se trouvent figées lors de l'arrêt de la réaction, Le-s résines, visqueuses naturellement, s'expansent mal, trop de résistance s'opposant à la montée des gaz. Selon un perfectionnement du procédé de l'invention» on agit sur la dite viscosité en incorporant au mélange un modificateur de viscosité constitué par des composés organo-métalliques ou des savons tels que le naphténate d'alumine, l'héptanoate d'alumine ou même certains silicates complexes eu par une matière thermoplastique telle que 1'éthyl-cellulose, la benzyl-cellulose, 1'acéto-butyrate de cellulose, les résines vinyliques ou acryliques etc. L'introduction de l'eau sous forme d'émulsion d'une résine thermoplastique donne une modification locale de la thixotropie au point même ou l'eau entre en réaction avec le réactif générateur de gaz. De plus il est préférable d'agir également sur la viscosité thixotropique du mélange liquide de résine et de corps réactifs en incorporant les dits modificateurs de viscosité dans la masse liquide elle-même.

La structure cellulaire est encore améliorée par adjonction de ces modificateurs de viscosité qui régularisent la réaction et l'ossature en participant à la formation des parois. En outre, ces substances, non polymérisables -des thermoplastiques généralement-, dissoutes dans la résine ou £ëe solvants absorbent au cours de la réaction les calories développées et réduisent la viscosité à chaud et de ce fait régularisent la polymérisation en empêchant la prise prématurée du gel.

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Le procédé objet de l'invention permet enfin d'introduire dans la masse cellulaire des charges minérales ou organiques telles que kaolin, kisselghur, poudre de licopode, sciure de bois, poudre de liège et fibres diverses, ces dernière '."g ~ assurant un renforcement mécanique de la masse.

Le procédé de préparation, objet de l'invention, consiste à préparer, en brassant énergiquement pour homogénéiser parfaitement, un mélange liquide anhydre de résine polymérisable avec les réactifs de dégagement gazeux et éventuellement au 1 o" moins un modificateur de la viscosité thixotropique, à préparer un catalyseur de polymérisation, à préparer une émulsion aqueuse de résine thermoplastique, à ajouter, sous brassage énergique, au mélange anhydre de résine polymérisable d'abord le catalyseur de polymérisation puis 1'émulsion aqueuse, et à 1 5 verser le mélange dans un moule,

Si les conditions de la réaction ou la nature de la résine nécessitent un accélérateur de polymérisation, celui-ci est ajouté à la dispersion aqueuse de résine ou introduit dans la masse après la dite dispersion, 20 La masse démoulée est séchée pour éliminer les substances volatiles.

Dans les procédés connus, l'expansion des résines est généralement anarchique, non réglable et non disciplinée.

25" Le procédé suivant l'invention permet une domestication de la réaction, le réglage à volonté du processus de formation des cellules, de leur diamètre, de leur nature fermée ou ouvertej et du coefficient d'expansion.

Des masses cellulaires préparées par le procédé 30" conforme à l'invention peuvent être constituées par les composés indiqués ci-après et dont les proportions peuvent varier et ne sont données qu'à titre d'exemple,

Exemple 1 -

Les diverse? opérations sont désignées par A, pour la préparation du mélange anhydre de résine polymérisa-35" ' ble avec les réactifs susceptibles de produire un dégagement de gaz, B pour la préparation du mélange catalyseur et C pour la préparation de 1*émulsion aqueuse.

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A - On part du mélange ci-après :

110 g. de résine polyester souple ;

880 g. de résine polyester rigide à module d'élasticité élevé ;

150 g. de résine vinylique (acéto-chlorure de vinyle).

Dans ce mélange, on fait dissoudre, en chauffant vers 40-45*0.,

g

200g. d'anhydride maléique.

L'anhydride maléique doit être introduit en poudre impalpable,

A ces constituants, on ajoute 330 g. de carbo-10 nate de calcium qui doit être soigneusement brassé dans un malaxeur afin d'obtenir un mélange absolument homogène et une dispersion aussi poussée que possible du carbonate de calcium. B - On prépare séparément 13 g. d'un catalyseur (péroxyde de benzoyle en pâte à 65$ dans le trierésylphosphate), 15" Ce péroxyde doit être dissous dans 80 g. de résine polyester à très faible viscosité.

C - On prépare séparément :

330 cm3 d'eau ;

130 cm3 de glycérine j 20 75 cm3 d'émulsion de résine styrène-butadiène j

1,4 cm3 d'un accélérateur tel que la diméthyl-aniline.

Les mélanges préparés en A et C doivent être chauffés à 55*0 séparément, pour accélérer JsC réaction et avoir toujours en cours d'opération la même température, quelles que

2 5 soient les conditions de l'ambiance.

On ajoute au mélange A le catalyseur préparé en B. On brasse énergiquement (sous turbine ou autrement) et on ajoute le mélange C. On continue à agiter pendant 12 à 15 secondes, A ce moment, le mélange commence à mousser et doit

3 0~~~etre immédiatement versé dans un moule préparé à l'avance et traité pour éviter toute adhérence.

La masse cellulaire obtenue se polymérise en 3 à 5 minutes. Elle peut être démoulée au bout de 20 minutes. Pour obtenir une masse cellulaire parfaitement sèche, il- y a 3 5 — -lieu de procéder à une évaporation complète de toute substance

volatile (eau, styrène, etc.)» Ce résultat peut être obtenu dans un séchoir ventilé ou à air puisé porté à une température d'environ 80°C.

Le produit obtenu représente 13,5 litres d'une mousse présentant une densité de 0,11, une expansion sur la résine de 22 fois et une expansion sur la masse totale de 9,9 fois.

Exemple 2 -

Les opérations A, B et C s'effectuent comme suit :

A - 1400 g. de résine polyester semi-rigide ; 150 g. d'anhydride maléique j 300 g. de carbonate de calcium ;

50 g. d'acéto-butyrate de cellulose.

B - 12 g. de catalyseur (péroxyde de benzoyle à 60^-65^ dans le tricrésylphosphate)

C - 330 cm3 d'eau ;

1,7 cm3 de diméthyl-aniline ;

110 cm3 de glycérine.

On obtient un produit très léger à expansion 14 fois sur le poids et 20 fois sur la résine.

Exemple 5 -

Les opérations A, B et 0 s'effectuent comme suit :

A - 300g, de résine polyester semi-rigide j 260 g. de résine polyester souple j 900 g, de résine polyester rigide ;

200 g. de carbonate de calcium ;

130 g, d'anhydride maléique ;

150 g, d'acétate de vinyle ;

90 g. de fibres de sisal ou fibres de verre j 100 g. d'acide borique (charge ignifuge)

50 g. d'oxyde d'antimoine (charge ignifuge)

B - 12 g. de catalyseur (péroxyde de benzoyle à 60^-65$ dans le tricrésylphosphate)

C - 240 cm3 d'eau ;

100 cm3 de propylène-glycol 1,8 cm3 de diméthyl-aniline.

On obtient un produit auto-extinguible du fait

êtes charges ignifuges et armé par les fibres, à expansion 5>13 fois sur le poids et 9 fois sur la résine.

Exemple 4 -A - 20 kgs de résine polyester rigide ;

2 legs d'anhydride maléique j

3 kgs de carbonate de calcium ;

1 kg d'acéto-butyrate de cellulose ; 26 kgs correspondant à 21,70 litres.

B - 160 g, de catalyseur (péroxyde de benzoyle à 60^-65$ dans le tricrésylphosphate)

430 g. de styrène ;

430 g. de résine polyester souple.

C - 2,8 litres d'eau ;

24 cm3 de diméthyl-aniline j 24 cm3 d'acide acétique.

Diverses modifications de détail peuvent ûtre apportées au mode de mise en oeuvre du procédé décrit, quant à la nature des constituants utilisés, aux proportions de ces constituants, à l'ordre de succession des diverses opérations pour la mise en oeuvre du procédé, sans sortir du cadre de 1'invention.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS

   1 - Un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables par dégagement gazeux au san de la masse à polymériser caractérisé en ce qu'on réalise un mélange liquide anhydre d'une résine polymérisable avec des réactifs, solubles ou dispersables dans le dit mélange liquide, susceptibles de produire un dégagement de gaz en présence d'eau et on ajoute de l'eau au mélange immédiatement avant la mise en forme.

   2 - Un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables selon la revendication 1 caractérisé en ce que les réactifs susceptibles de produire un dégagement gazeux sont constitués par un mélange d'au moins un sel dont l'anhydride gazeux est déplaçable par un acide et d'au moins un anhydride d'un acide susceptible de déplacer celui-ci.

   3 - Un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'eau est ajoutée au mélange anhydre de résine et de réactifs sous forme d'une dispersion aqueuse de résine thermoplastique.

   4 - Un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'on ajoute à la dispersion aqueuse de résine thermoplastique un corps tel que la glycérine ou le sorbitol,

   5 - Un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'on ajoute, au mélange anhydre de résine polymérisable et de réactifs, un corps modifiant la viscosité thixotropique du mélange.

   6 - Un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'on ajoute, au mélange anhydre de résine polymérisable et de réactifs, une résine thermoplastique.

   7 - Un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'on ajoute au mélange liquide anhydre de résine polymérisable des charges minérales ou fibreuses.

   8 - Un procédé pour la fabrication de masses cellulaires à base de résines polymérisables selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on prépare en brassant énergi-quement pour homogénéiser parfaitement un mélange anhydre de fa-

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   résine polymérisable avec les réactifs de dégagement gazeux et éventuellement au moins un modificateur de la viscosité thixotropique, on prépare un catalyseur de polymérisation, on prépare une émulsion aqueuse de résine thermoplastique, on 5 ajoute, sous brassage énergique, au mélange anhydre de résine polymérisable, d'abord le catalyseur de polymérisation puis 1'émulsion aqueuse, et on verse le mélange dans un moule,

   9 - Une masse cellulaire de résine caractérisée en ce qu'elle est constituée par une résine polymérisable moussée par le procédé selon l'une quelconque des revendication, 1 à 8 ci-dessus.

   10 - Une masse cellulaire de résine caractérisée en ce qu'elle est constituée par une résine polyester jioussée par le procédé selon l'une quelconque des revendications

   15 1 à 8 ci-dessus.

   11 - Une masse cellulaire de résine selon l'une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisée en ce qu'elle contient des charges minérales ou fibreuses.

   P,pon.S.an.Peltex

   ORIGIIL&L 10 feuillets.

   P.pon.S.a.Peltex