Brevet FR2132259A1 — publié le 19721117

l'invention concerne un procédé de préparation de produits d'addition réticulables d1isocyanurate de triglycidyle et de durcisseurs convenant à des composés qui contiennent plus d'un groupe époxyde par molécule. 5 Pour préparer des mélanges durcissables d'isocyanurate de triglycidyle, il est connu de mélanger un isocyanurate de trigly-cidyle cristallisé, contenant au moins 14 d'oxygène en groupement époxyde, à des composés organiques capables de former des produits de polyaddition avec des composés à groupes époxyde, en quantité 10 voulue pour le durcissement, et ensuite de faire réagir ce mélange par chauffage dans une mesure telle que le taux de réticulation soit compris entre 15 et 30 # environ. Comme formateurs de produits de polyaddition, on utilise de préférence des aminés aromatiques ou des anhydrides d'acide dicarboxylique. L'avantage de ces produits 15 de réaction préalable sur 1'isocyanurate de triglycidyle cristallisé est qu'ils sont notablement plus polubles. Toutefois, leur inconvénient est que leur stabilité au stockage est limitée et qu'au bout de quelque temps, dans certaines conditions avant même le durcissement proprement dit, ils passent partiellement à un état 20 réticulé. L'invention a pour but la préparation de produits d'addition réticulables d'isocyanurate de triglycidyle, qui, d'une part, soient bien solubles dans les solvants organiques et qui, d'autre 25 part, présentent une stabilité améliorée au stockage. Selon l'invention, on fait réagir un isocyanurate de triglycidyle cristallisé contenant au moins 14 i° d'oxygène en groupement époxyde sur des novolaques, en un rapport de poids compris entre 25 s 75 et 70 : 30, pendant 20 à 120 minutes, à des températures 30 de 110 à 170°C. De préférence, on fait réagir l1isocyanurate de triglycidyle cristallisé sur des novolaques en un rapport de poids compris entre 30 s 70 et 60 : 40, pendant 40 à 90 minutes, entre 120 et 150°C. On obtient des produits contenant au moins 1 Gomme matière première pour la préparation des produits d'addition réticulables, on utilise un isocyanurate de triglycidyle cris-40 tallisé pur, comme celui que l'on peut préparer par exemple selon 72 11290 2 2132259 le brevet français n° 1 451 424. En général, on utilise les mélanges des deux formes stéréoisomères tels qu'ils sont obtenus dans la fabrication technique. Par novolaque, il faut entendre les produits de condensation connus phénol/formaldéhyde solubles dans l'ai-5 cool ou dans le toluène, comme ceux que l'on obtient par condensation acide de phénol et de farmaldéhyde en un rapport molaire compris entre 2 : 1 et 1 : 6. La réaction des deux constituants s'effectue de préférence à l'état fondu. Mais, dans certaines condi-tiohs, il est possible aussi d'utiliser des solvants appropriés à 10 point d'ébullition élevé tels que le diacétone-alcool, l'acétate de 2-éthoxyéthyle etc... Etant donné que les conditions de réaction sont influencées par le point de fusion de la novolaque introduite et aussi par l'échange de chaleur déterminé par la quantité de mélange, il faut déterminer dans chaque cas les conditions exac-15 tes de travail, le moment d'arrêter la réaction par refroidissement rapide est arrivé lorsqu'un échantillon du produit de réaction peut tout juste former sans trouble, à la température ambiante, une solution à 50 io dans la méthyl-éthylcétone. les produits réactionnels obtenus peuvent réticuler par eux-20 mêmes, sous la seule action de la chaleur, sans addition spéciale de durcisseurs. la réaction peut être accélérée par addition d'aminés primaires telles que l'isopropylamine, la dodécylamine etc... et la dureté et la flexibilité des pièces moulées, revêtements et collages obtenus 25 peuvent aussi être influencées favorablement. En outre, on peut utiliser comme accélérateurs des aminés tertiaires ou des composés d'ammonium quaternaire ou la dicyanodiamide. Mais en général, on utilise seulement ces additifs à raison d'environ 0,5 à 5 56 du produit de réaction. 30 les produits ae réaction selon l'invention peuvent aussi être réticulés par des formateurs de produits de polyaddition connus pour les composés époxydés ou par des substances qui amorcent la polymérisation avec décyclisation. Pour la réticulation à la température ambiante, les polyami-35 nés aliphatiques conviennent particulièrement bien. On envisage par exemple 1* éthylènediamine, 3a propylènedîam&e, 3a butylènediaarire, 3a ciisthy-lènetriamine, la triéthylènetétramine, la diméthylaminopropylamine,la. diéthylamine propylamine, le diaminocyclohexane, le diamino-4-éthylcyclohexane, le diaminodicyclohexylméthaas^Enfin, des composés 40 qui conviennent aussi sont des polyamides contenant des groupes 72 11290 3 2132259 aminé libres, en particulier les produits de réaction d'acides gras dimérisés et de polyamines qui, outre les groupes aminé libres, peuvent contenir aussi des noyaux imidazolidine. le durcissement à la température ambiante nécessite environ 2 à 24 heures et, par groupe époxyde, il doit y avoir environ un atome d'hydrogène de groupe aminé. Pour le durcissement à la température élevée, les aminés aromatiques ou les anhydrides d'acide carboxylique conviennent mieux. Comme aminé aromatiques, on peut envisager par exemple le 10 4» 4'-diaminodiphénylméthane, le 4,4'-diamino-3 » 3'-diméthoxydiphényl-méthane, le 4,4'-diamino-3»3,-dichlorodiphénylméthane, le 4,4'-dia-mino-3,3'» SfS'-tétrabromodiphénylméthane, l'oxyde de 4,4'-diamino-diphényle, le sulfite de diaminodiphényle, la diaminodiphénylsul-fone, l'hydroxypropyl-m-phénylènediamine. On peut aussi utiliser 15 des produits de condensation d'aniline et de formaldéhyde. la quantité d'aminés utilisées doit être calculée de façon telle que, par groupe époxyde, il y ait 0,4 à 1,2 et en particulier 0,6 à 1,0 atome d'hydrogène réactif de groupe aminé. D'autres corps qui conviennent à la réticulation à température 20 élevée sont des anhydrides d'acide carboxylique. On peut envisager par exemple les anhydrides hexahydrophtalique, tétrahydrophtalique, phtalique, méthylcyclohexanedicarboxylique, dodécylsuccinique, le dianhydride pyromellitique, l'anhydride endométhylènetétrahydro-phtalique, l'anhydride méthylendométhylènetétrahydrophtalique. 25 la quantité d'anhydride d'acide carboxyliqué à utiliser doit être suffisante pour qu'il y ait 0,6 à 1,2 et de préférence 0i8 à 0,9 groupe anhydride d'acide carboxylique par groupe époxyde. les produits de réaction obtenus selon l'invention peuvent avantageusement servir à former des revêtements. On applique les 30 produits de réaction sur les subjectiles à revêtir à l'état dissous dans des solvants comme le chlorure de méthylène, l'acétone, la butanone, l'acétate d'éthyle, la méthyl-isobutylcétone, l'acétate de butyle, le 1,2-diéthoxyéthane, l'acétate de 2-éthoxyéthyle, le diacétone-alcool. Après évaporation du solvant, on durcit de pré-35 férence les revêtements en les chauffant entre 100 et 150°C environ pendant 30 minutes à 4 heures. En outre, avec les produits de réaction selon l'invention, on peut réaliser des collages résistant à la chaleur. A cet effet, de préférence,on applique les produits d'addition en solution sur 40 les surfaces à coller, éventuellement en même temps qu'un durcisseur 72 11290 4 2132259 ou accélérateur, et ensuite, après évaporation du solvant, on les chauffe aux températures nécessaires au durcissement. On peut aussi appliquer sur les surfaces à coller les produits d'addition sous forme pulvérisée, éventuellement avec des agents de réticulation 5 également pulvérisés. En général, il suffit de chauffer 30 minutes à 1 heure à des températures de 130 à 180°C. En outre, les produits de réaction selon l'invention peuvent servir à fabriquer des peintures isolantes résistant au soudage. Enfin, ils conviennent au revêtement électrostatique au moyen de poudre et à la réalisation 10 de revêtement par le procédé de concrétion tourbillonnaire. Les produits d'addition d'isocyanurate de triglycidyle que l'on peut obtenir selon l'invention sont très stables au stockage. Lorsqu'on conserve les produit s d'addition environ un an, on ne peut pas observer de diminution de la solubilité. Les produits d'ad-15 dition selon l'invention sont compatibles avec de nombreuses Matières premières pour adhésifs et peintures. Ainsi, on peut les associer à des résines d'urée, à des résines de mêla urine, à des résines phénoliques, à des esters de vinyle ou esters acrylates contenant des groupes réactifs ainsi qu'à des résines de silicone con-20 tenant des groupes réactifs. Par association avec les matières premières mentionnées, on peut faire varier de la façon désirée les propriétés de revêtements ou adhésifs. Après avoir préparé 100 g de novolaque en chauffant à 90°C pendant 3 heures 2 moles de phénol, 1,5 mole de formaidéhyde aqueux à 37 ^ et 0,2 g d'acide oxalique et en déshydratant par chauffage à 140°C pendant 4 heures, on mélange le produit obtenu 30 à 100 g d'isocyanurate de triglycidyle (teneur en oxygène en groupement époxyde 14,5 #) après fusion à 140°C. On maintient ce mélange 40 minutes à 140°C et on agite lentement. Puis on refroidit rapidement la matière fondue et on la pulvérise après refroidissement. 35 Le produit de la réaction a une teneur en oxygène en groupe ment époxyde de 4,895» A partir du produit de réaction, on peut préparer des solutions à 50 dans les solvants suivants : chlorure de méthylène, acétone, butanone, acétate d'éthyle, méthyl-isobutylcétone, acétate de butyle, cyclôhexanone, 1,2-diéthoxy-40 éthanol, acétate de 2-éthoxyéthyle, diacétone-alcool. Par contre. 25 72 11290 5 2132259 le produit de la réaction est pratiquement insoluble dans les alcools et des hydrocarbures aromatiques et aliphatiques. Pour former des revêtements, on prépare une solution à 30 % dans la butanone et, dans cette solution, on plonge des plaques de 5 cuivre, de fer et d'aluminium mesurant 15 ï 7 cm. Après évaporation du solvant, on cuit à 120°C pendant 2 heures. Il n'y a plus alors de fractions solubles dans l'acétone. la qualité de la surface, déterminée par entaille à la grille après conditionnement à 250°C pendant 20 heures, est très bonne dans 10 tous les cas (note 1 ) . En cas de fatigue thermique plus grande, il apparaît simplement une coloration brunâtre, mais sans que l'adhérence ou le brillant soient altérés. EXEMP1E 2 On dissout dans de la butanone 100 g du produit obtenu selon 15 l'exemple 1 et 10 g d'éthylènediamine, pour obtenir une solution contenant 20 # de solides. Avec cette solution, on revêt des plaques d'aluminium, de cuivre, de fer et de bois. Après évaporation du solvant, on laisse durcir les revêtements pendant 12 heures à la température ambiante. 20 II s'est formé des revêtements durs «t résistant au choc,dont on vérifie la qualité de surface par entaille à la grille dans le cas des métaux cités. Dans tous les cas, le résultat du test est satisfaisant (note 0 à 1). EXEMP1E 3 25 On prépare une solution à 25 i» du produit d'addition de l'exem ple 1 dans l'acétone. On revêt de cette solution des plaques d'aluminium dur mesurant 2,5 x 10 x 0,2 cm et, après évaporation du solvant, on les fait se chevaucher de 1 cm aux extrémités. Sous une pression d'environ 0,05 kg/cm , on durcit les collages à 150°C 30 pendant 1 heure. Ensuite, on mesure la résistance au cissaillement en traction, p qui est comprise entre 0,85 et 0,95 kg/mm pour toutes les plaques. Quand on chauffe à 150°C, il ne se produit aucune diminution de la résistance au cisaillement en traction. 72 11290 e 2132259 REVENDICATIONS 1.- Procédé de préparation de produits d'addition réticulables d'isocyanurate de triglycidyle et de durcisseurs, caractérisé par le fait que l'on fait réagir un isocyanurate de triglycidyle 5 cristallisé contenant au moins 14 d'oxygène en groupement époxyde sur des novolaques, en un rapport de poids compris entre 25 s 75 et 70 : 30, pendant 20 à 120 minutes, à des températures de 110 à 170°C. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 10 que l'on fait réagir un isocyanurate de triglycidyle cristallisé sur des novolaques, en un rapport de poids compris entre 30 : 70 et 60 : 40, pendant 40 à 90 minutes, entre 120 et 150°C. 3«- Application des produits de réaction selon l'une des revendications 1 et 2 à la formation de revêtenents. 15 4.- Application des produits de réaction selon l'une des revendications 1 et 2 à la réalisation de collages.