Brevet FR2039302A1 — publié le 19710115

-1- 2039302 la présente invention concerne un procédé de fabrication d'articles moulés en mouaoe de polyamide par polymérisation ionique de lactames dans des moules non chauffés et fortement isolés. On sait que l'on peut fabriquer des articles moulés en -5 mousse de polyamide par polymérisation ionique de lactames avec transformation simultanée en mousse dans des moules chauffés. La polymérisation et la transformation en mousse ont lieu à une température se situant dans l'intervalle de 120 à 220°C, de préférence de 150 à 200°C. Si la température est inférieure à cet in-10 tervalle, par exemple dans des moules métalliques non chauffés dans lesquels on doit éliminer une trop grande quantité de chaleur de la masse fondue réactive, la polymérisation et le dégagement de gaz sont incomplets ou la polymérisation ne peut démarrer. Dans le premier cas, on trouve, dans les couches extérieures de-.5 la pièce moulée en mousse, d'importantes quantités de lactame n'ayant pas réagi ou de constituants à bas poids moléculaire. C'est pourquoi, les moules métalliques utilisés pour la fabrication de mousse doivent être chauffés à la température réactionnelle par chauffage direct ou indirect. Go procédé présen-20 te un inconvénient du fait que les variations survenant dans l'épaisseur des parois des moules donnent lieu à des variations de la chaleur spécifique, de sorte que la réaction exothermique de la formation de mousse peut donner lieu à des élévations excessives de température en brûlant la mousse. 25 Un objet do la présente invention est de prévoir un procé dé pour la fabrication d'articles moulés en-mousse de polyamide. On réalise cet objet par un procédé caractérisé en ce qu'on chauffe, à une température de 120 à 180°C, un mélange d'un lactame, d'un catalyseur basique et d'un activateur, ce mélange pouvant 30 être transformé en mousse et polymérisé par voie anionique, après quoi on introduit immédiatement le mélange chauffé dans un moule non chauffé et fortement isolé, dans lequel on le polymérisé et le transforma en mousse. Parmi les matériaux appropriés pour la construction des 35 moules fortement isolés, il y a, en particulier, les mousses tel- 70 1^035 -2- 2039302 les que les moussas de polyuréthanes ou de polyesters comportant avantageusement des couches de recouvrement de matières telles que l'aluminium, le papier tituminé ou le papier couché avec des résines de silicone, do même que des matières inorganiques isolan-5 tes telles que la laine de verre ou la laine da roche, entre des couches de recouvrement appropriées d'une faible chaleur spécifique. les couches de recouvrement empêchant la masse fondue de lac-tame de pénétrer dans la matière isolante et elles permettent de détacher plus aisément l'article en mousse du moule. Les moules 10 sont légers et peuvent êtr^ réalisés aisément à partir d'un matériau en feuille. Les produits moulés en mouss-j de polyamide ayant d'importantes dimensions, par exemple des panneaux de 5 x 1 x 0,1 mètres, no peuvent être fabriqués dans des moules métalliques étant donné 5 que l'on ne dispose pas d'éléments chauffants économiques. L'effet qu'exercent la température et la chaleur spécifique des moules métalliques classiques sur le procédé de formation du mousse et la qualité de la mousse, est pratiquement éliminé par l'emploi de moules fortement isolés. 20 De plus, on élimine complètement l'absence de démarrage de la polymérisation que l'on observait fréquemment dans les moules métalliques conducteurs. Les articles moulés en mousse de polyamide ont une structure parfaitement uniforme et ne présentent aucun signa de brûlure à l'intérieur. ■-3 Pour le procédé suivant la présente invention, on peut employer n'importe quel lactame polymérisable par voie ionique, par exemple 1 ' CC-pyrrolidone, 11 30 Bon nombre des composés alcalins utilisés pour la poly mérisation ionique activée, par exemple l'hydroxyde de potassium, le cyanamide de sodium et, en particulier, le borohydrure de sodium, sont dvis catalyseurs appropriés. De même, comme catalyseurs, on peut avantageusement em-.tb ployer des sels de métaux alcalins et alcalino-terreux d'acides 70 14035 -3- 2039302 carboxyliques faibles ayant une valeur P^ supérieure à 3, par exemple le formiate de sodium, l'acétate de potassium et le stéarate de sodium. Des activateurs particulièrement appropriés pour le procédé 5 suivant l'invention sont les polyisocyanates tels que 1'hexaméthy-lène-1,6-diisocyanate ou le toluylène-diisocyanate. Evidemment, aux mélanges transformables en mousse, on peut également ajouter des additifs tels que des stabilisants de mousse et des régulateurs de pores. 10 L'exemple suivant sert à illustrer l'invention d'une maniè re plus détaillée sans cependant la limiter. Exemple : Dana cet exemple, on envisage la fabrication d'un article en mousse de polyamide mesurant 2.000 x 1.000 x 100 mm. Le moule "15 nécessaire à cet effet est constitué de feuilles de mousse dure de polyuréthane d'une densité de 50 kg/rn^ renforcée d'un papier bituminél En outre, l'intérieur du moule comporte un revêtement d'un papier couché de silicone. Dans ce moule, on introduit 30 kg d'une masse fondue de caprolactame contenant 0,4^ en poids de NaBH^ com-20 me catalyseur et 6f° an poids d'hexaméthylène-l,6-diisocyanate, chacun de ces pourcentages étant basé sur le mélange total. A ce mélange, on ajoute 0,1 f<> en poids d'un stabilisant de silicone "L 520" afin de réduire la tension superficielle du lactame et, comme agent d« nucléation, on ajouta 0,2$ en poids. d'aerosil, les 25 pourcentages étant basés, dans chaque cas, sur le mélange total. La température de la masse fondue est d'environ 150°G. On introduit cette masse fondue dans le moule dans les 60 secondes. La masse fondue commence immédiatement à sj transformer en mousse et en même temps, la polymérisation a lieu. La densité de l'ar-30 ticle transformé en mousse est do 150 kg/m^. Cette matière ne présente aucun symptôme de brûlure et elles a une structure poreuse uniforme. 70 14035 -4- 2039302 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'articles moulés en mousse de polyamide, caractérisé en ce qu'on chauffe, à une température de 120 à 180°C, un mélange d'un lactama, d'un catalyseur basique et 5 d'un activateur, ce mélange pouvant être transformé en mousse et polymérisé par voie anionique, puis on introduit immédiatement le mélange chauffé dans un moule, non chauffé et fortement isolé, dans lequel on le polymérisé et le transforme en mousse. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 10 que le moule est réalisé en une mousse dure de polyuréthane. 3. Procédé suivant une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'intérieur du moule est garni d'une couche de recouvrement. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 5 à 3, caractérisé en ce que le lactame est 1 ' 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le catalyseur est le borohydrure de sodium. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 20 1 à 5, caractérisé en ce que 14activateur est l'hexaméthylène-1,6-diisocyanato ou le toluylène-diisocyanate. 7. Procédé de fabrication d'articles moulés en mousse de polyamide, en substance comme décrit ci-dessus en se référant à 1'exemple. 25 8. Articles moulés en mousse de polyamide, fabriqués par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7.