Brevet FR2133599A1 — publié le 19721201

La présente invention concerne les procédés de préparation des matières plastiques mousses utilisées pour lekalorifugeage, et des produits stratifiés fabriqués avec des matériaux de revêtement et une matière plastique mousse obtenue par ce procédé. lies produits de ce genre peuvent trouver des applications dans le bâtiment pour l'isolation thermique d'édifices et d'ouvrages, par exemple sous forme de panneaux de mur extérieurs et intérieurs et de dalles de revetement des édifices, ainsi que dans les constructions navales et dans l'industrie aérospatiale. lesdits produits peuvent être de formes variées, déterminees par la conception et la destination, par exemple plans ou sphériques avec-différents rayons de courbure. lies dimensions des panneaux ou dalles peuvent atteindre nom2. En choisissant judicieusement les matériaux de revêtement présentant les caractéristiques convenables, on peut conférer auxpmduitsles quaRtes reZl9es anticorrosives, esthétiques etc... On connaît déjà un procédé de préparation d'une matière plastique mousse contenant une matière plastique thermodurcissable chargée de granules expansés d'une matière thermoplastique (polystyrène expansé) par moussage de la matière plastique thermodurcissable dans un volume délimité, par exemple dans un moule où sont placés les granules préalablement expansés de matière thermoplastique. La matière plastique thermodurcissable en cours de moussage, présente une forte adhésivité et colle les uns aux autres les granules de matière thermoplastique, ce qui entraîne la formation de matière plastique mousse. On utilise communément un procédé pour obtenir des produits stratifiés constitués par une matière plastique mousse et un matériau de revêtement, procédé consistant en ce que dans l'enceinte délimitée par es couches de matériau de revêtement on versed'abord les granules expansés d'une matière thermoplastique, puis on 7 coule une composition liquide de matière plastique tlierodurcissable Pendant le moussage la matière plastique thermodurcissable douée d'une forte adhésivIté colle les uns aux autres les granules de matière thermoplastique et, en remplissant tout le volume entre les couches de matériau de revêtement, les unit pour donner un produit stratifié. lies procédés connus précités pour l'obtention de matières plastiques mousses et de produits stratifiés présentent les inconvénients suivants. lie processus de fabrication de la matière plastique mousse est discontinu, prolongé et compliqué, car il prévoit deux etapes comportant plusieurs opérations : moussage préliminaire des granules de matière thermoplastique, le versement de ceux-ci, par exemple dans un moule, et la coulée ultérieure dans le moule de la composition liquide de matière plastique thermodurcissable en vue du moussage de la matière plastique thermodurcissable et du collage des granules de matière thermoplastique.lies mêmes inconvénients sont Inhérents au procédé de fabrication de produits stratifiés avec utilisation de matière plastique mousse. lie procédé coûte cher, car il prévoit la consommation d'une quantité considérable de chaleur, apportée du dehors, pour le moussage préliminaire des granules de matière thermoplastique. La coulée de la composition liquide de matière plastique thermodurcissable, d'une densité d'environ 1000 kgm7 sur les granules de matière thermoplastique dont la masse spécifique apparente allant jusqu'à 15 kg/m) et qui sont versés préalablement dans le moule, n'assure pas leur distribution uniforme dans le volume du moule. Il en résulte que la structure de la matière plastique mousse obtenue manque d ithomogénéité. Pour cette raison, la résistance mécanique des produits contenant la matière plastique mousse obtenue selon le procédé décrit est insuffisante. Ils ne résistent pas aux ffcrts de compression élevés, sont facilement sujets à la déformation et même se dégradent, ce qui restreint l'utilisation de ces produits comme éléments de construction porteurs. La présente invention se propose de supprimer les inconvénients précités. L'invention a pour objectif de mettre au point un procédé de préparation de matières plastiques mousses, prévoyant la mise en oeuvre d'une matière thermoplastique granulée dont l'état serait tel, qu'elle permettrait d'obtenir une matière plastique mousse présentant de hautes caractéristiques physico-mécaniques, assurerait la simplification du processus technologique et un rendement élevé avec un-prix de revient relativement bas ; l'invention vise également un procédé de fabrication de produits stratifiés doués de hautes caractéristiques physico-mécaniques. Ces problèmes sont résolus du fait que dans un procédé de préparation de matières plastiques mousses par mélange de constituants aptes au moussage : une matière plastique thermodurcissable et une matière thermoplastique granulée, selon l'invention une matière thermoplastique granulée à l'état non expansé, c'est-à-dire ayant une masse spécifique apparente comprise entre 1000 et 500 kg/m3, est mélangée avec une matière plastique thermodurcissable susceptible de dégager pendant la réaction une quantité de chaleur suffisante pour le moussage de la matière thermoplastique.En outre,-4ans un procédé destiné à la fabrication de produits stratifiés avec un matériau de revêtement et la matière plastique mousse obtenue selon. le procédé de l'invention , et consistant à remplir d'une matière plastique thermodurcissable une enceinte délimitée par des couches dudit matériau de revêtement, selon l'invention le remplissage de l'enceinte délimitée par les couches de matériau de revêtement est effectué par coulée d'un mélange de ladite matière plastique thermodurcissable avec des granules non expansés de matière thermoplastique. En tant que matières plastiques thermodurcissables on peut utiliser des compositions à base de résines de polyesteruréthane, ou de résines phénol-formaldéhyde, oude résines époxy. En outre, on peut employer d'autres compositions assurant le dégagement, au cours de la réaction, d'une quantité de chaleur suffisante pour le moussage des granules de matière thermoplastique. En tant que matière thermoplastique, on peut utiliser des granules non expansés de polystyrène, de chlorure de polyvinyle et de polyéthylène ayant une masse spécifique apparente comprise entre 1000 et 500 kg/m3. l'idée essentielle de la présente invention consiste en ce qui suit. Etant donné que pour la préparation de la matière plastique mousse on utilise une matière thermoplastique granulée à l'état non expansé, le moussage de celle-ci se fait sous l'effet de la chaleur dégagée au cours de la réaction exothermique entre les -constituants de la-matière plastique thermodurcissable simultanément avec le moussage de la matière plastique thermodurcissable. lorsqu'on mélange les granules d'une matière thermoplastique ayant une- masse spécifique apparente comprise entre 1000 et 500 kg/m) avec une matière plastique thermodurcissable, on obtient un mouillage uniforme des granules par la composition liquide de matière plastique thermodurcissable. C'est ce qui assure, pendant la réaction, un chauffage uniforme des granules de matière thermoplastique, et de ce fait, la formation d'une structure spatiale constituée par une matière plastique thermodurcissable expansée de plus grande densité, dans laquelle les granules de moins grande densité de la matière thermoplastique sont distribués de façon uniforme. On obtient ainsi la possibilité de réaliser une matière plastique mousse renforcée, de structure homogène. Une telle structure de la matière plastique mousse ne peut être obtenue qu'en réalisant simultanément le moussage de la matière plastique thermodurcissable et des granules de matière thermoplastique. Au cours du moussage, la pression interne qui apparait dandtes granules assure la formation d'une carcasse tridimensionnelle robuste en matière plastique thermodurcissable expansée.Il en résulte un matériau constitué par les granules expansés de matière thermoplastique et la matière plastique thermodurcissable, collés solidement entre eux. La matière plastique mousse ainsi obtenue a essentiellement une structure poreuse fermée. le gaz occlus dans les pores contribue lui aussi au renforcement de la matière plastique mousse et à l'accroissement de son élasticité. En réglant la vitesse et la température de la réaction entre les constituants de la matière plastique thermodurcissable, on peut obtenir une matière plastique mousse présentant la structure et les propriétés requises. Le rapport entre la matière plastique thermodurcissable et la matière thermoplastique, ainsi que le choix de la taille des granules de la matière thermoplastique sont déterminés tant par des considérations économiques que par la nécessité d'obtenir une matière plastique mousse de bonne qualité. Afin de réduire la consommation de matière plastique thermodurcissable, il est avantageux d'utiliser les granules de matière thermoplastique d'une taille supérieure à 0,5 mm. L'utilisation de gros granules est rationnelle du fait qu'ils assurent l'obtention d'une matière plastique mousse ayant une masse spécifique apparente moindre. le rapport entre la matière plastique thermodurcissable et la matière thermoplastique estchoisi dans les limites de Y4 à Y2 (en masse) respxtivemvurj, lie procédé proposé de préparation de matières plastiques mousses prévoit-un seul stade de production, celui du mélange des granules non expansés de matière thermoplastique avec la composition liquide de matière plastique thermodurcissable, avec coulée simultanée, dans un moule, de la masse obtenue Il en résulte une simplification considérable du processus technologique et un accroissement dé son rendement. Etant donné que le moussage des granules de matière thermoplastique a pour cause la réaction exothermique entre les constituants de la matière plastique thermodurcissable, sans exiger un apport de chaleur supplémentare, les frais de production s'en trouvent notablement réduits. Au cours de la fabrication de produits stratifiés comprenant une matière plastique mousse préparée par le procédé de l'invention, la forte adhnsivité de la matière plastique thermodurcissable assure -iii assemblage solide de toas les éléments de la pièce fabriquée, c' est-à-dire des couches de matériau de revêtement et de matière plastique mousse. Grâce à la haute résistance mécanique d a matière plastique mousse, le produit stratifié obtenu est fiable en service. lies exemples non limitatifs qui vont suivre illustrent la présente invention, sans en limiter aucunement la portée. Exemple 1. - On prépare une matière plastique mousse, dans laquelle le rapport entre la matière thermoplastique et la matière plastique thermodurcissable est de 1/1 (en masse). Une composition de polyuréthane constituée par 80 parties en masse de polyester, 20 parties en masse de glycérine, 75 parties en masse d'isocyanate et t partie en masse d'un catalyseur est mélangée avec de l'eau dans un mélangeur, la vitesse de rotation de l'arbre de l'agitateur étant de 5000 tr/mn. Ensuite, on introduit dans le mélange 175 parties en masse de granules non expansés de polystyrène expansé, la taille des granules étant de 1 à 2 mm. On coule la composition ainsi préparée dans un moule. le mous sage de la composition commence au bout de 30 s après le mélange et dure 60 s. Les caractéristiques de la matière plastique mousse obtenue sont résumées dans le tableau suivant. Tableau Matière plastique mousse préparée selon l'exemple Caractéristiques 1 2 3 4 Masse spécifique apparente, kg/m 60 90 70 60 Résistance à unS déformation de 10 %, kgf/cm 2,5 5,1 2,5 Absorption d'eau en 24 heures, Xo en masse 6,5 2,5 11,0 - Limite de résistance au cisaillement lors de l'essai du produit stratifié à la 2 flexion transversale, kgf/cm - - - 4,5 Exemple 2.- On prépare une matière plastique mousse, dans laquelle le rapport entre la matière thermoplastique et la matière plastique thermodurcissable est de 2/1 (en masse). Une composition de pnlyuréthane constituée par 80 parties en masse de polyester, 20 parties en masse de glycérine, 100 parties en masse d'isocyanate et 1 partie en masse de catalyseur est mélangée avec-de l'eau dans un mélangeur, après quoi on introduit dans le mélange 400 parties en masse des granules non expansés de polystyrène expansé, la taille des granules étant de 7 mm. La composition préparée est coulée dans un moule où elle subit le moussage. lie processus de moussage et de durcissement de la matière plastique mousse s'achève au bout de 90 s après le mélange. lies caractéristiques de la matière plastique mousse ainsi obtenue sont résumées dans le tableau ci-dessus Exemple 7. - On prépare une matière plstique mousse, dans laquelle le rapport entre la matière thermoplastique et la matière plastique thermodurcissable est de 1/ï (en masse). Dans 100 parties en masse d'une résine phénol-formaldéhyde du type résol on introduit 16 parties en masse d'un agent de moussage (catalyseur acide) et 100 parties en masse de granules non expansés de polystyrène expansé. On mélange la composition dans un mélangeur et on la coule dans un moule. Au bout de 8 à 10 mn après le mélange commence le moussage de la résine phénol-formaldéhyde- (accompagné d'un dégagez nit de chaleur) ainsi que le moussage des granules de polystyrène expansé. lie processus de moussage et de durcissemont s'achève au bout de 30 mn. lies caractéristiques du matériau obtenu sont indiquées dans le tableau ci-dessus. Exemple 4. -On fabrique des lambris stratifiés à partir d'une matière plastique-mousse et des panneaux de fibres. Une composition préparée conformemént aux exemple s 1, 2, 3 est coulée dans une enceinte de moule délimitée par les surfaces de panneaux de fibres placés au préalable dansle moule à une distance de 10 cm l'un de l'autre. Cela fait, on place le moule dans une presse ou l'on crée une pression dépassant de 15 à 20 ffi la pression de la matière plastique mousse, développée à l'intérieur du moule par suite du mous sage de la composition de matière plastique thermodurcissable et de la matière thermoplastique. lors du moussage, la composition s'échauffe jusqutà une température de 90 à 1000C, et la pression qui règne à l'intérieur de celle-ci atteint 1 kgf/cm. ta composition en cours de moussage remplit tout le volume de l'espace libre du moule. La haute température et la pression intérieure favorisent une bonne adhérence de la matière plastique mousse aux panneaux de fibres. La résistance d'adhésion est, en règle générale, supérieure à la résistance de la matière plastique mousse à la traction. Après l'achèvement du moussage, on extrait le moule de la presse et on retire le lambris du moule. Les caractéristiques du lambris stratifié obtenu sont elles résumées dans le tableau ci-dessus. Il ressort de ce tableau que la matière plastique mousse obtenue est caractérisée par une faible capacité d'absorption d'eau et une haute résistance à une déformation de 10 Xo, ce qui témoigne de l'existence d'une porosité fermée et de la robustesse de la structure spatiale dont on peut se rendre compte en examinant visuellement un échantillon de matière plastique mousse. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu a titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVEND ICA T I 0N8 1. - Un procédé d'obtention de matières plastiques mousses, du type consistant à mélanger des constituants de produits aptes au moussage, consistant en une matière plastique thsmDdurcusE'eet une matière thermoplastique granulée, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'une matière thermoplastique granulée à l'état non expansé, c'est-à-dire ayant une masse spéciflque apparente comprise entre 100C et 500 kg/m3, est mélangée avec une matière plastique thermodurczssable susceptible de dégager au cours de la réaction une quantité de chaleur suffisante pour le moussage des granules de matière thermoplastique. 2. - Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière thermoplastique granulée et la matière plastique thermodurcissable sont engagées à raison d'une à deux parties en masse de la première pour une partie en masse de la deuxième. 3. - Un procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que fa taille des granules non expansés de matière thermoplastique est supérieure à 0,5 mm. 4. - Un procédé de fabrication de produits stratifiés à partir d'un matériau de revêtement et d'une matière plastique mousse obtenue par le procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, du type consistant à remplir d'une matière plastique thermodurcissable une enceinte délimitée par des couches dudit matériau de revêtement, ledit procédé étant caractérisé en ce que le remplissage de l'enceinte délimitée par les couches de matériau de revêtement est effectué par ovulée d'un mélange liquide de matière plastique thermodurcissable et de granules non expansés de matière thermoplastique. 5. - Matière plastique moussue, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé suivant l'une des revendications 1 à 3. 6. - Produit stratifié fabriqué à partir d'un matériau de revêtement et d'une matière plastique mousse, carantérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé suivant la revendication 4.