Brevet FR2124387A1 — publié le 19720922

-i 2124387 l'invention a pour objet la préparation de polymères d'addition à base de résines époxydes de composition usuelle, tels qu'ils sont utilisés pour la fabrication de pièces moulées, pour la formation de revêtements, comme adhésifs et 5 comme liants» Ces systèmes à "base de résines époxydes contiennent généralement, en plus de la résine époxyde - éventuellement de mélanges de résines époxydes - (par le terme de "résines époxydes" on entend, comme on le sait, des composés portant plus d'un groupe époxy ; cf. H.LEE et KR. îîEVILLE,"Handbook of Epoxy 10 Resins", Me GRAW-HILL Book Go., 1967, p»1 et 2), des durcisseurs - éventuellement des mélanges de plusieurs durcisseurs -et éventuellement d'autres additifs, par exemple des charges et des ex-tendeurs. Comme durcisseurs on utilise, pour le durcisseur à froid, à la température normale, généralement des aminés ayant 15 diverses structures, des poly-(amino-amides), des résines méla-mines, ou bien, pour le durcissement à chaud, des anhydrides d'acides organiques ou minéraux, ou encore des résines phéno-liques ou des isocyanates. Le durcissement repose sur ute réaction entre le durcisseur et les groupes époxy de la résine» 20 Le temps nécessaire pour le durcissement dépend en particulier du type du durcisseur mis en jeu ainsi que des conditions appliquées pour le durcissement. Lorsque le mélange de résine époxy et de durcisseur contient en outre, comme composantes supplémentaires, des 25 additifs, par exemple certains types de goudrons, des substances minérales, des colorants pigmentaires, des extendeurs, par exemple à base d'huiles minérales, ou lorsqufil est utilisé pour la préparation de stratifiés, avec emploi de verre, de mica, d'amiante, ou encore lorsqu'on l'applique 30 à l'enduction de papiers, de métaux, etc.,il se produit un ralentissement du durcissement par rapport au système résine-durcisseur ne contenant pas de charges. On a déjà proposé un certain nombre d'additifs qui accélèrent le durcissement des systèmes résine-durcisseur, 35 portant des charges de ce genre ou dépourvus de charges, ou qui abaissent la température nécessaire pour le durcissement, Quand on fait réagir des anhydrides d'acides avec des résines époxydes ne portant pas de groupes hydroxyliques, en particulier avec celles dérivant par exemple de 11éther diglycidylique du 40 bisphénol-A, on n'obtient, en règle générale, un durcissement donnant des produits utilisables, seulement que par addition 72 03456 2 2124387 de certains accélérateurs de durcissement. Parmi les substances proposées pour l'accélération de la réaction avec les anhydrides, qui sont décrites succintement par LEE et NEVILL dans l'ouvrage indiqué, aux 5 pages 12 et 13, ce sont en particulier des aminés tertiaires, par exemple le tris-(diméthylamino-méthyl)-phénol, qui ont trouvé leur application dans la pratique. Comme composés phosphorés ayant une action accélératrice, on a déjà proposé le phosphite de triphényle 10 (brevet britannique N° 880 302), des phosphines, comme la triphényl-phosphine et la tris-(2-éthyl-hexyl)-phosphine (brevet des Etats-Unis IT° 2 768 153) et des -diphosphites (demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne N° 1 bl7 110.3/44. Tous ces accélérateurs présentent certains inconvénients. Les aminés 15 tertiaires ont souvent une pression de vapeur si élevée qu'elles ne peuvent être utilisées pour le durcissement sous pression réduite. En outre un inconvénient commun à toutes les aminés est de subir une altération de leur couleur lors du stockage et de provoquer une altération de 20 la couleur des pièces moulées. Les phosphines proposées ne présentent aucune action accélératrice par rapport au durcissement effectué à l'aide de durcisseurs aminés. On peut considérer le phosphite de triphényle comme une base, dont l'action serait par conséquent semblable à celle des aminés 25 tertiaires. On constate cependant que le phosphite de triphényle est incapable d'accélérer la réaction de l'éther diglycidylique du bis-phénol-A avec des anhydrides d'acides, comme l'anhydride phtalique ou l'anhydride de l'acide hexahydro-phtalique. Cette substance n'a d'action accélératrice qu'à 30 l'égard des durcisseurs aminés, et là encore il faut la mettre en jeu dans des proportions telles qu'elle modifie un certain nombre des caractéristiques du polymère d'addition. Ceci vaut également pour les diphosphites, car ils sont mis en jeu dans des proportions allant de 5 35 à 20 parties en poids pour 100 parties en poids de résine époxyde. Le but que se proposait la présente invention était par conséquent de trouver un accélérateur que l'on pût mettre en jeu dans des proportions assez faibles pour que 40 les caractéristiques de la pièce moulée durcie n'en soient pas influencées, qui fût par lui-même incolore, qui ne subît 72 03456 3 2124387 pas non plus d'altération de sa couleur pendant le stockage et n'entrainât pas d'altération de la couleur au cours du durcissement, qui possédât une pression de vapeur permettant de le mettre en jeu même dans les conditions d'opération 5 sous pression réduite, et qui pût accélérer aussi "bien le durcissement des systèmes à aminés que celui des systèmes à anhydrides d'acides. Or, la Demanderesse a trouvé que l'on peut utiliser des hexa-alkyl-phosphoro-triamides, répondant à 10 la formule générale (E^RgN^PO, pour le durcissement des systèmes à "base de résines époxydes. Ces substances ne sont pas des "bases, mais des composés chimiquement neutres, et on ne pouvait donc s'attendre à ce qu'ils aient une action accélératrice. Les composés répondant à la formule sont 15 des liquides ou solides incolores, qui possèdent une "bonne solubilité dans les résines époxydes, ne provoquent pas d'altération de la couleur lors du durcissement, et possèdent en outre, par exemple dans les systèmes résines époxydes/ anhydrides d'acides, une action solubilisante sur l'anhydride 20 d'acide qui n'a pas encore participé à la réaction de durcissement. La présente invention concerne donc un procédé de préparation de polymères d'addition avec formage, par réaction de composés époxydes, contenant dans chaque molé-25 cule plus d'un groupe époxy, avec des composés dont on sait qu'ils conviennent pour la polyaddition des composés époxy-diques, en présence d'agents accélérant la réaction, px'océdé caractérisé en ce que l'on utilise comme accélérateurs de durcissement, des hexa-alkyl-phosphoro-triamides répondant à la 30 formule générale (R^RgïQ^PO en une proportion allant de 0,05 à 10,0 parties en poids pour 100 parties en poids de composés époxydiques. Dans la formule indiquée, Ryj et R2,qui peuvent être des groupes alkyles, identiques ou différents, ont de 35 1 à 4 atomes de carbone. R^ et Rg sont plus particulièrement tous les deux le reste méthyle, quoique R^ et/ou R2 puissent être également des restes éthyles, propyles ou butyles. Les hexa-alkyl-phosphoro-triamides sont connus pour la plupart. Leur préparation a été décrite pour la première 40 fois par Michaelis (Liebigs Ann. Chem, 326, 129, 1903)« 72 03456 4 2124387 On ajoute les accélérateurs de durcissement conformes à l'invention, soit à 1'époxyde, soit au durcisseur, soit au mélange de la résine époxyde avec le durcisseur. Les exemples qui suivent on-t pour "but d'illus-5 trer la présente invention. Sauf indication contraire expresse, les parties et pourcentages s'entendent en poids. Les températures sont indiquées en degrés Celsius. EXEMPLE 1 : Le temps de durcissement d'un système, durcis-10 sant à 120°, constitué de 50 g d'une résine époxyde (résine époxyde cyclo-aliphatique ; équivalent d'époxy : 157) et de 40 g d'anhydride phtalique est d'une heure lorsque l'on n'ajoute pas d'accélérateurs de durcissement (essai témoin). Les temps de durcissement, quand on ajoute les additifs 15 ci-dessous sont les suivants : 0,02 g d'hexaméthylphosphorotriamide ; 25 minutes 0,25 g d'hexaméthylphosphorotriamide : 15 minutes 1,0 g d'hexaméthylphosphorotriamide : 10 minutes EXEMPLE 2 : 20 Le temps de durcissement d'un système, durcis sant à 150°, constitué de 50 g d'une résine époxyde (résine normalisée liquide, non modifiée, à "base de bisphénol A, ayant un équivalent d'époxy d'à peu près 190) et de 39 g d'anhydride phtalique est de 180 minutes lorsque l'on n'ajoute 25 pas d'accélérateurs de durcissement (essai témoin). Les temps de durcissement, quand on ajoute les additifs ci-dessous, sont les suivants : 0,5 g d'hexaméthylphosphorotriamide : 60 minutes 2,5 g d'hexaméthylphosphorotriamide : 7 minutes 30 EXEMPLE 3 : Le temps de durcissement d'un système, durcissant à 150°, constitué de 50 g d'une résine époxyde (résine normalisée liquide, non modifiée, à "base de bis-phénol A, ayant un indice d'époxy d'à peu près 190) et de 40,5 S d'anhydride de l'acide hexahydro-phtalique est de six heures et demie 35 lorsque l'on n'ajoute pas d'accélérateurs de durcissement (essai témoin). Les temps de durcissement à 120°, quand on 72 03456 5 2124387 ajoute les additifs ci-dessous sont les suivants : 1 g d'iiexamétliylpîiosphorotrianiide ; 68 minutes 1 g d'hexaéthylphosphorotriamide : 70 minutes 1 g d'oxyde de tris-(méthyl-butyl-amino)-phosphine : 80 minutes 5 EXEMPLE 4 : Le temps de durcissement d'un système, durcissant à la température ambiante, constitué de 100 g d'une résine époxyde (résine normalisée liquide, non modifiée, à base de bis-phénol A, ayant un indice d1époxy d'à peu près 190) et 10 de 27,8 g d'une poly-amine cyclo-aliphatique (indice de H- actifs :52), en tant que durcisseur, est de 91 minutes lorsque l'on n'ajoute pas d'accélérateurs de durcissement (essai témoin), et de 85 minutes avec addition de : 5 g d'hexaméthylphosphorotriamide : 85 minutes 72 03456 6 2124387 HEViiaictiiois 1.- Procédé de préparation de polymères d'addition à base de résines époxydes, par réaction de composés époxydiques, dont chaque molécule contient au moins un groupe 5 époxy, avec des composés qui sont connus pour la polyaddition avec des composés époxydes, en présence d'agents accélérant la réaction, procédé caractérisé en ce que l'on utilise, comme accélérateurs de la réaction, en une proportion de 0,05 à 10,0 parties en poids pour 100 parties en poids 10 du composé époxyde, des hexa-alkyl-phosphoro-amides répondant à la formule générale (ïtjR^fO^PO, dans laquelle R^et Rg, qui peuvent être identiques ou différents, représentent chacun un groupe alkyle ayant de 1 à 4- atomes de carbone. 15 2.- Procédé selon la revendication 1, caracté risé en ce que l'on utilise, comme accélérateur de la réaction , 1 ' hexa-mé th.y 1-pho sphor o-1 r i amide.