Brevet FR2007992A1 — publié le 19700116

On connaît plusieurs procédés de fabrication de mous»-ses de matières thermoplastiques. Ces procédés consistent principalement à ajouter à la matière synthétique un agent moussant que l'on décompose à des températures élevées ou à traiter 5 la matière synthétique avec un gaz servant d'agent moussant, comme cela est décrit, par exemple, dans le brevet suisse N® 294 345. Dans le brevet anglais N° 756 555 est décrit un procédé selon lequel du polychlorure de vinyle est d'abord gélifié 10 puis l'eau est évaporée. Pour obtenir une mousse rigide de polychlorure de vinyle, il est nécessaire d'introduire des substances formant un squelette, qui restent, toutefois, dans la mousse et, par conséquent, influencent sa qualité. Ces procédés permettent d'obtenir divers matériaux 15 Cellulaire à partir de différentes matières'thermoplastiques mais il n'a pas été possible jusqu'à présent d'appliquer les procédés connus à la préparation de mousses de polytétrafluoré-thylène et de fabriquer des produits utilisables techniquement à partir de ce matériau très intéressant. 20 Or la Demanderesse a trouvé un procédé de fabrication de matériaux cellulaires à pores ouverts, en polymères de per-fluoro-oléfines ou en mélanges de polymères de perfluoro-olé-fines ou en copolymères de perfluoro-oléfines et contenant, le cas échéant, de 1 à 20 % en poids d'une charge par rapport 25 au polymère, procédé selon lequel on ajoute à une dispersion aqueuse contenant, en matière solide, au moins 50% en poids et de préférence de 60 à 75 % en'poids des polymères ou des mélanges de polymères ci-dessus, de 3 à 10 % en poids, par rapport à la dispersion, d'un hydrocarbure ayant au moins 3 groupes hydro-30 xyliques et qui est volatil à une température inférieure à 300°C et de 0,8 à 15 % en poids, par rapport à la dispersion, d'une substance tensio-active connue, puis on introduit un gaz dans la dispersion, de préférence de l'air, avec un effet de fouettage, jusqu'à formation d'une mousse rigide que l'on sou-35 met ensuite à un traitement thermique à des température croissantes, en commençant à environ 80°C et en terminant par un frittage à une température comprise entre 330 et 450°C. Le procédé objet de l'invention permet d'obtenir des matériaux cellulaires à pores ouverts en polymères de 40 perfluoro-oléfines, en mélanges de polymères de perfluoro- 14580 2 2007992 oléfines ou en copolymères de perfluoro-oléfines, de préférence en polytétrafluoroéthylène, ayant, une masse volumique comprise entre 70 et 1000 kg/m , de préférence entre 70 et 200 kg/m et qui résistent à des températures allant jusqu'à 250°C. 5 II y a avantage à partir de dispersions dont les par ticules de polymères sont aussi grosses que possible» Pour que 1'évaporation de l'eau soit aussi uniforme que possible, on ajoute à la dispersion' un hydrocarbure contenant au moins trois groupes hydroxyliques et qui est volatil à des tempéra-10 tures inférieures à 300°C, de préférence du glycérol, du saccharose, du sorbitol ou du glucose. Cet hydrocarbure, ajouté en des quantités comprises entre 3 et 10 % en poids, de préférence entre 4 et 6 % en poids, par rapport à la dispersion, empêche en outre la formation de croûtes dures, imperméables à 15 la vapeur d'eau, à la surface de la mousse. Comme substances tensio-actives formant de la mousse» on peut utiliser les substances utilisées ordinairement à cet effet. A titre d'exemples on citera les sulfonates d'alcools gras, des composés hydroxyliques aliphatiques ou aromatiques 20 sulfonés oxéthylés, des dérivés de l'acide sulfo-succinique, par exemple le sel sodique du semi-ester laurylique éthoxylé de l'acide sulfosuccinique ou le sel sodique du semi-ester d'acide sulfosuccinique et d'éthanolamides d'acides gras, des dérivés de la triéthanolamine, par- exemple le laurylsulfate de 25 triéthanolamine, des éthers alkylpolyglycoliques, des éthers alkylamido-polyglycoliques sous la forme de leurs sels alcalins, alcalino-terreux, d'ammonium ou.d'oxalkyl-ammonium. On utilise, de préférence, une solution aqueuse d'alcool laurylique sulfoné oxéthylé, avantageusement à la concentration du 30 commerce de 28 %. 'On fouette la mousse de manière connue en introduisant, tout en agitant, un gaz, avantageusement de l'air, jusqu'à une consistance crémeuse rigide. On soumet ensuite la mousse ainsi obtenue à vin trai-35 tement thermique à des températures croissantes, la mousse étant avantageusement disposée en couches d'une épaisseur allant jusqu'à 30 mm. Dans ce traitement thermique, l'eau est éliminée à des températures comprises entre environ 80 et 150°C tandis que les substances hydroxyliques et les substances formant de la mousse, qui ont été ajoutées au latex, sont éliminées à des températures comprises entre .150 et 300°C environ, de sorte qu'il reste un squelette non encore solidifié, 40 69 14580 3 2007992 que l'on fritte et solidifie à une température comprise entre 330 et 450°C. Les restes et les produits de décomposition de la substance formant la mousse sont éliminés par brûlage à cette température avec l'arrivée d'air et on obtifent ainsi 5 line mousse à pores ouverts. La résistance mécanique des mousses peut être accrue si l'on ajoute à la dispersion de 1 à 20 % en poids d'une charge par rapport au polymère, de préférence des fibres de verre ou du silicate de potassium. 10 En outre, le procédé objet de l'invention permet d'obtenir d'une manière simple, à partir de mousse de poly-tétrafluoréfchylène, despanneaux stratifiés particulièrement solides. Lorsqu'on sèche et fritte la mousse encore humide sur une plaque ou une feuille de polytétrafluoréthylène ou de mé-15 tal, la mousse adhère si fortement à la plaque qu'elle ne peut en être séparée sans 'être détruite. De cette manière il est aussi possible de lier l'une à l'autre des plaques de mousse pour obtenir des plaques épaisses ou des blocs. Grâce aux pores ouverts, le matériau cellulaire conforme à l'invention peut 20 être collé à un grand nombre d'autres matériaux etIfedhérence est excellente. Dans d'autres modes d'exécution du présent procédé, on combine la mousse, par exemple, avec des stratifiés à base de fibres agglomérées, du carton bitumé ou du carton ondulé. La 25 mousse conforme à l'invention peut être pourvue de manière connue, d'un côté ou des deux côtés, d'un revêtement protecteur susperficiel. Les mousses de polyperfluoro-oléfines obtenues pour la première fois par le procédé conforme à l'invention ont 30 un certain nombre de propriétés qui sont bien supérieures à celles des mousses connues. Comme les polyperfluoro-oléfines, elles sont pratiquement insolubles et résistantes aux produits chimiques ; elles constituent des matériaux cellulaires blancs qui sont parfois très souples et qui peuvent être utilisés même 35 à des températures de 250°C tandis que des mousses de polychlorure de vinyle, par exemple, ne peuvent pratiquement être utilisées qu'à des températures allant jusqu'à 80°C environ, du fait de leur résistance inférieure au fluage à chaud. Les mousses conformes à l'invention peuvent être utilisées dans 40 beaucoup d'applications, de préférence pour l'isolement ther- 14580 4 2007992 inique, frigorifique ou phonique, comme matières d'emballage et d'emmagasinage élastiques et comme filtres pour des substances a agressives. Dans les procédés connus de transformation du poly-5 tétrafluoréthylène, la matière à mouler est généralement pressée sous haute pression dans un moule puis frittée. Il est nécessaire d'appliquer une haute pression car les particules de polytétrafluoréthylène individuelles n'ont pas tendance à fluer, même à des températures supérieures à la température de 10 ramollissement et elles ne s'agglomèrent que sous l'application d'une pression avant ou pendant le frittage. Il est donc surprenant que le latex, qui n'est pas filmogène en lui-même, forme un squelette de mousse, malgré la perte de poids considérable due à l'élimination de l'eau, ainsi que des substances hydroxyliques 15 et des substances formant de la mousse qui ont été ajoutées,squelette de mousse qui peut être fritté en une mousse solide sans pression. De plus, on ne pouvait s'attendre à ce que le squelette de mousse non encore solidifié ne soit pas détruit par l'expansion du polytétrafluoréthylène, qui est de 25% comme on 20 le sait, lorsque celui-ci entre en fusion. Les exemples qui suivent illustrent la présente invention sans, toutefois, la limiter. EXEMPLE 1 : A 100 g d'une dispersion contenant 70% en poids de 25 polytétrafluoréthylène on ajoute 20 g d'une solution aqueuse à 28% en poids d'alcool laurylique oxéthylé et sulfoné et 6 g de glycérol puis on fouette énergiquement pendant 10minu-tes avec un mélangeur à main. On applique la mousse rigide ainsi obtenue sur une feuille de polytétrafluoréthylène en une couche 30 de 30 mm d'épaisseur puis on sèche dans un séchoir à une température de 90 à 150°C. On place la mousse séchée dans un four du genre moufle, dont la température est élevée de 150 à 400°C. On évapore ainsi le glycérol.et la substance formant la mousse et on maintient -la mousse à 400°C pendant 30 minutes. Le 35 produit ainsi obtenu est blanc, il constitue une mousse uniforme O et sa masse volumique est de 85 kg/m . EXEMPLE 2 : Aù mélange utilisé dans l'exemple 1 on ajoute en plus 5 g de silicate de potassium puis on fait mousser le mélange. 14580 5 2007992 On obtient une mousse légèrement jaunâtre, ayant une masse O volumique de 95 kg/m , une structure cellulaire plus régulière et une meilleure résistance à la compression. EXEMPLE 3 : 5 Au mélange décrit dans l'exemple 1 on ajoute 5 g de fibres de verre et on fait mousser. On obtient une mousse ayant O une masse volumique de 130 kg/m et une résistance à la compression améliorée. EXEMPLE 4 : 10 A 100 g d'une dispersion contenant 60 % en poids de polytétrafluoréthylène on ajoute 18 g d'une solution à 28 % en poids d'alcool laurylique oxéthylé et sulfoné et 3,5 g de glycérol et on traite le mélange comme dans l'exemple 1. On obtient une o mousse blanche, ayant une masse volumique de 75 kg/m . 15 EXEMPLE 5 î A 100 g d'une dispersion contenant 70 % en poids de polytétrafluoréthylène on ajoute 10 g d'une solution aqueuse à 50 % en poids de lauryl-sulfate de triéthanolamine et 6g de glycérol puis .on fait mousser le mélange. On applique la 20 mousse rigide ainsi obtenue sur une feuille d'aluminium à une épaisseur de 25 mm et on la sèche à une température comprise entre 95 et 150°C. Dans un four du genre moufle on élimine ensuite à 350°C de la mousse séchée les substances organiques ajoutées et on fritte la mousse, puis on la recuit pendant 25 1 heure à 400°C . On obtient une mousse blanche, ayant une mas- O se volumique de 83 kg/m . La feuille d'aluminium ne peut pas être séparée de la mousse sans que celle-ci soit détruite. EXEMPLE 6 : On procède comme dans l'exemple 1 mais en utilisant, 30 au lieu de glycérol, 3,5 g de sorbitol-d. On obtient une mous- O se blanche, ayant une masse volumique de 90 kg/m . EXEMPLE 7 : On procède comme dans l'exemple 1 mais en utilisant, j au lieu de glycérol, 3,5 g de glucose-d. On obtient une mousse O 35 ayant une masse volumique de 83 kg/m . EXEMPLE 8 : A 100 g d'une dispersion contenant 70 % en poids de polytétrafluoréthylène on ajoute 8 g d'une solution à 40 % en poids du sel sodique du semi-ester laurylique éthoxylé de l'acide 14580 6 2007992 sulfosuccinique et 6 g de glycérol. Puis on fait mousser comme dans l'exemple 1. On obtient -une mousse ayant une q masse volumique de 100 kg/m . 69 14580 7 2007992 REVENDICATIONS 1.- Matériaux cellulaires à pores ouverts en polymères de perfluoro-oléfines, en mélanges de polymères de per-fluoro-oléfines ou en copolymères de perfluoro-oléfines, ayant 5 une masse volumique comprise entre 70 et 1000 kg/nP et qui résistent à des températures allant jusqu'à 250°Co 2.- Matériaux cellulaires suivant la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils contiennent de 1 à 20 % en poids d'une charge par rapport au polymère. 10 Matériaux cellulaires suivant la revendication 1 ou 2, caractérisés en ce que le polymère est le polytétrafluoréthylène. 4.- Matériaux cellulaires suivant les revendications 1 ou 2, ayant une masse volumique comprise entre 70 et 200 kg/nP. 15 5»- Matériaux cellulaires suivant les revendications 1 ou 2, caractérisés en ce qu'ils sont revêtus sur un côté d'une feuille de polytétrafluoréthylène ou de métal. 6.- Matériaux cellulaires suivant la revendication 2, caractérisés en ce que la charge est du silicate de potassium. 20 7*- Matériaux cellulaires suivant la revendication 2, caractérisés en ce que la charge est constituée par des fibres de verre. 8.- Un procédé de fabrication de matériaux cellulaires à pores ouverts en polymères de perfluoro-oléfines, en 25 mélanges de polymères de perfluoro-oléfines ou en copolymères de perfluoro-oléfines, contenant le cas échéant de 1 à 20 % en poids d'une charge par rapport au polymère, procédé caractérisé en ce qu'on ajoute à une dispersion aqueuse contenant, en matière solide, au moins 50 % en poids des polymères ou des mélanges de 30 polymères mentionnés ci-dessus, de 3 à 10 % en poids, par rapport à la dispersion, d'un hydrocarbure ayant au moins trois groupes hydroxyliques et qui est volatil à des températures inférieures à 300°C, et de 0,8 à 15 % en poids, par rapport à la dispersion d'une"substance tensio-active connue puis on introduit un gaz 35 dans la dispersion, avec un effet de fouettage, jusqu'à l'obtention d'une mousse rigide que l'on soumet ensuite à un traitement thermique à des températures croissantes, en commençant à environ 80°C et en terminant avec un frittage à une température comprise entre 330 et 450°C. 14580 8 2007992 9.- Un procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le polymère est du polytétrafluoréthylène. 10.- Un procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les matériaux cellulaires contiennent de 1 à 5 20 % en poids de fibres de verre ou de silicate de potassium. 11.- Un procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'on part d'une dispersion ayant une teneur en matière solide comprise entre 60 et 75 % en poids. 12.- Un procédé suivant la revendication 8, caracté-10 risé en ce qu'on ajoute à la dispersion de 4 à 6 % en poids de l'hydrocarbure hydroxylique. 13.- Un procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'hydrocarbure hydroxylique est le glycérol, le saccharose, le sorbitol ou le glucose. 15 14.- Un procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'on ajoute à la dispersion, comme substance tensio-active, l'alcool laurylique oxéthylé et sulfoné sous la forme d'une solution aqueuse du commerce à 28 % en poids. 15._ Un procédé suivant la revendication 8, carac-20 térisé en ce que le gaz introduit avec fouettage dans la dispersion est de l'air. 16.- Un procédé suivant la revendication 8, caracté-*risé en ce que la mousse rigide formée est appliquée sur une feuille ou une plaque de polytétrafluoréthylène ou de métal sur 25 laquelle elle est soumise au traitement thermique spécifié.