Brevet FR2002323A1 — publié le 19691017

i 2002323 La présente invention se rapporte aux mousses en matière plas tique présentant des propriétés nouvelles et perfectionnées et concerne également un procédé pour la fabrication de ces mousses, ainsi que des objets ou articles réalisés à partir desdites mous-5 ses. Elle concerne plus ppécialement encore les mousses de poljr-uréthane contenant une matière de charge constituée par duplomb à l'état pulvérulent. Les matières plastiques à charge constituée par du plomb s.ont connues, et on sait que ces produits servent d'écrans anti-radia-10 tions et d'écrans d'insonorisation. Un but de l'invention est de créer une mousse de polyuréthane à charge constituée par du plomb à l'état pulvérulent présentant des propriétés acoustiques remarquables. L'invention est matérialisée dans une mousse de polyuréthane 15 rigide à charge constituée par du plomb pulvérulent ayant un mo- 2 dule de Young supérieur a 2100 kg/em . Une gamme particulièrement préférée de mousses possède un module de Young compris entre 2800 et 10.500 kg/cm , et une gamme encore meilleure de mousses a un modèle de Young"compris entre 3500 et 9800 kg/cm2. 20 Les mousses à charge constituée par du plomb pulvérulent ayant des concentrations en plomb inférieures à 80 % en poids de plomb environ présentent des modules de Young compris entre 700 et 1400 kg/cm , et on pourrait s'attendre à ce que des concentrations en plomb supérieures à 80 % en poids ne fournissent pas des 25 modules de Young nettement supérieurs à ces valeurs. D'une façon en soi remarquable, les recherches qui ont abouti à l'invention ont montré que, lorsqu'on augmente la concentration en plomb au-dessus de 80 % environ, et de préférence au-dessus de 85 % environ en poids, le module de Young croît très rapidement à un degré 30 inattendu. Pour une concentration en plomb égale à 90 %, par exemple, le module de Young est de six à sept fois plus élevé que celui obtenu pour une concentration égale à 80 %. Des mousses ayant une concentration en plomb comprise entre 85 et 95 % en poids sont utilisables, et celles ayant une concentration compri-35 se entre 87 et 92,5 % sont particulièrement utiles. L'expression "mousse de polyuréthane rigide" est utilisée dans son sens normal pour désigner une mousse présentant une limite d'élasticité finie à la compression. Si elle est comprimée au delà de cette limite d'élasticité, la mousse rigide ne reprend 69 04276 2 2002323 pas sa forme et sa dimension initiales. Le plomb à l'état pulvérulent doit être finement divisé, et de préférence il doit pouvoir traverser un tamis correspondant à la norme britannique n° 100 (mailles de 152 mm). Des mousses sa-5 tisfaisantes sont obtenues avec du plomb à l'état pulvérulent dont la plus grande partie (c'est-à-dire au moins 50 %) traverse un tamis correspondant à la norme britannique n° 200 (mailles de 0,076 mm). Les résines polyuréthanes sont bien connues ; elles sont pré-10 parées en faisant réagir des polyisocyanates avec des polyols. Les mousses de polyuréthane rigides suivant l'invention peuvent être à base de polyéthers ou à base de polyesters, et elles peuvent être obtenues par l'une quelconque des techniques connues dans ce domaine. Les principales techniques peuvent être résumées 15 comme suit : "Procédé direct en un seul stade" : Dans ce cas, on fait réagir ensemble directement le polyisocyanate ou le polyol pour produire le polymère terminé. Dans chaque cas, on comprendra que la composition doit renfermer des matières auxiliaires telles 20 que des catalyseurs, des stabilisants pour la mousse et des agents de foisonnement ou d'expansion. Le système peut contenir ou non de l'eau additionnelle. "Procédé passant par un semi-prépolymère" : Ce procédé est parfois dénommé aussi d'une façon imprécise "Procédé passant par 25 un prépolymère". Dans ce cas, on fait réagir la totalité du polyisocyanate avec une partie du polyol pour produire un prépolymêre liquide, qui est dénommé d'une façon plus précise "un semi-pré-polymère". On fait ensuite réagir ce semi-prépolymère avec le reste du polyol en présence des matières auxiliaires, pour former 30 la mousse terminée. "Procédé passant par un prépolymêre" : Dans ce cas, on fait réagir la totalité de 1'isocyanate avec la totalité du polyol. Les quantités sont réglées de telle sorte que le produit obtenu soit une matière liquide contenant un excès de groupes isocyanate. 35 On polymérise le prépolymère en le mélangeant avec de l'eau, qui réagit avec les groupes isocyanate libres et établit une liaison entre eux. L'eau fournit une certaine action de foisonnement et celle-ci peut être complétée, si désiré, par un agent de foisonnement ou d'expansion. 69 04276 3 2002323 Des exemples de mousses rigides à base de polyéthers d'hexi-tol convenant à une utilisation suivant l'invention sont donnés dans le brevet anglais n° 876.469. On peut également utiliser des mousses rigides à base de polyéthers de saccharose. 5 Le plomb doit être distribué dans l'ensemble de la mousse, et ce résultat peut être obtenu en mélangeant au préalable le plomb avec un ou plusieurs des réactifs formant la mousse de polyuréthane, avant que la réaction ne se produise. Par exemple, lors de la production de mousse de polyuréthane rigide suivant l'invention 10 par le procédé direct, on peut ajouter une partie de la charge, par exemple la moitié en poids, au polyol, et le reste à 1'isocyanate, et on peut assurer la réaction de ces deux réactifs modifiés en présence de l'un quelconque ou de tous les ingrédients utilisés pour la production des mousses de polyuréthane, par 15 exemple en présence d'eau, d'agents de foisonnement, de systèmes de catalyseurs, d'accélérateurs et d'anti-oxydants. Les mousses plastiques à charge constituée par du plomb suivant l'invention présentent une bonne résistance physique et possèdent des qualités d'isolation phonique excellentes. Ces mousses 20 présentent un intérêt considérable pour constituer la partie ou couche médiane lors de la fabrication de panneaux de construction "sandwich" dans lesquels, par exemple, les couches externes sont constituées par des panneaux de construction ou par de la tôle. Les exemples donnés ci-après permettront de mieux comprendre 25 encore comment l'invention peut être mise en oeuvre. Les exemples n°s 1 à 3 sont des exemples comparatifs et les exemples n°s 4 à 6 correspondent à l'invention. EXEMPLES H°s 1 A a On mélange 600 g du premier constituant destiné à former une 30 mousse de polyuréthane et renfermant un diisocyanate avec 600 g de plomb à l'état pulvérulent (dont une quantité non inférieure à 80 % traverse un tamis correspondant à la norme britannique n°' 200 - mailles de 0,076 mm) et on mélange 600 g du second constituant de la mousse de polyuréthane, formé essentiellement par 35 un polyol du type décrit dans le brevet anglais n° 876.469, avec encore 600 g de plomb à l'état pulvérulent. On mélange ensemble les deux constituants pendant 10 à 15 secondes environ, puis on verse dans des moules où la formation d'une mousse se produit. Il en résulte une mousse de polyuréthane rigide à charge constituée 69 04276 4 2002323 par du plomb. On produit un certain nombre de mousses rigides similaires avec des concentrations en plomb différentes. A partir de chaque mousse produite, on découpe deux éprouvet-5 tes ou blocs de 25 mm au carré sur une longueur de 60 cm et on les soumet à une vibration transversale. On calcule le module de Young à partir de la fréquence naturelle de vibration. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau ci-après. TABLEAU 10 15 20 Exemple Mousse à charge de plomb Module de Young (rapport pondéral plomb: mousse) 2 kg/ cm 1 1:1 1022 1022 2 3:1 1176 1092 3 6:1 1680 1190 4 7:1 3750 - 5 9:1 9240 8330 6 10:1 8680 7210 On voit à la lecture des exemples N°s 1 à 3» qui ne corres-25 pondent pas à l'invention, que les matières obtenues n'ont pas p des modules de Young dépassant 2100 kg/cm et que les exemples n°s 4, 5 et 6 correspondent au contraire à l'invention. Des essais acoustiques sont effectués sur un panneau de construction à revêtement en acier garni d'une mousse rigide de polyuréthane 30 suivant l'invention, avec un rapport plomb:mousse égal à 7:1. Les tôles d'acier ont une épaisseur égale à 1 mm environ et l'épaisseur du noyau de mousse est égale à 6,35 mm. Le panneau a une p densité égale à 0,265 kg/dm . L'isolation phonique obtenue est égale à 35 décibels. 35 Des modifications peuvent être apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. 69 04276 c: 2002323 RâVSNDXCATIOj-îS 1. Mousse de polyuréthane rigide à charge constituée par du plomb à l'état pulvérulent, ayant- un module de Young supérieur à 2100 kg/cm2. 5 2. Mousse de polyuréthane rigide solvant la revendication ls caractérisée en ce qu'elle a un module de Young compris dans une p gamme allant de 3500 à 9800 kg/em » 3. Housse de polyuréthane rigide suivant la revendication 1s caractérisée en ee que la concentration en plomb est comprise 10 entre 85 et 95 % en poids. 4. Mousse de polyuréthane rigide suivant la revendication ls caractérisée en ce que la concentration en plomb est comprise entre 87 et 92,5 2. 5. Mousse de polyuréthane rigide suivant l'une quelconque des 15 revendications précédentes 9 caractérisée en ee que le plomb à l'état pulvérulent traverse un tamis correspondant à la norme britannique n° 100 (mailles de QSI52 ima), 50 % au soins du plomb traversant un tarais correspondant â la norme britannique n° 200 (mailles de 0,076 mai). 20 6. Panneaux de construction réalisant une isolation phoniques comprenant une mousse de polyuréthane rigide suivant l'une quelconque des revendications précédentes,