Brevet FR2214722A1 — publié le 19740819

L'invention concerne un procédé de préparation de mousses d'aminoplastes, ctest-à-dire de résines urée-aldéhyde, mélamine-aldéhyde et biuret-aldéhyde, les mousses obtenues par ce procédé et l'utilisation de ces mousses dans la lutte contre la pollution de la surface des eaux, particulièrement par les huiles. Dans le procédé selon l'invention, on utilise une résine aminoplaste, c'est-à-dire une solution, dans un solvant approprié, d'un produit incomplètement polymérisé donné par la réaction de l'urée, de la mélamine et/ou du biuret sur un aldéhyde. La résine est de préférence une résine urée-formaldéhyde et elle peut être l'une de celles que l'on trouve dans le commerce ou bien une solution reconstituée que l'on obtient en dissolvant une poudre urée-formaldéhyde (obtenue par séchage à l'air d'une telle résine) dans un solvant tel que l'eau, un alcool ou un mélange de ceux-ci, par exemple des alcools dénaturés. Pour fabriquer les mousses urée-formaldéhyde actuellement connues, on aère et on agite une solution aqueuse très diluée d'une résine urée-formaldéhyde (environ 15t de solides) contenant un détersif ou autre surfactif, puis on ajoute un catalyseur acide, ainsi que tous autres additifs nécessaires. Ces mousses, que l'on utilise pour remplir des murs creux afin d'assurer l'isolation thermique, mettent environ deux heures à se solidifier et perdent une #grande quantité d'eau dans le- processus. Selon l'invention, pour préparer une mousse d'aminoplaste, on forme un mélange comprenant une ou plusieurs résinesaminoplastes, un émulsifiant et un porogène, on ajuste si nécessaire le pH du mélange à un niveau élevé en ajoutant. une substance alcaline, on ajoute un acide au mélange pour engendrer de la chaleur et simultanément catalyser la suite de la polymérisation de l'aminoplaste et on laisse le mélange obtenu se transformer en mousse et se gélifier. Il est entendu que l'on peut utiliser un ingrédient de chaque type ou plus. Dans un mode d'exécution préférentiel de l'invention, on soumet le mélange de résine(s) aminoplaste(s), d'émulsifiant et de porogène à un processus prolongé d'émulsification avant d'ajouter la substance alcaline. Il est avantageux aussi que le mélange soit faiblement acide pendant l'émulsification,car cela cause un faible degré de prépolymérisation, mais sans dégager assez de chaleur pour causer le gonflement, de so-rte que l'on obtient une mousse moins friable. On peut réaliser l'acidité en utilisant un émulsifiant faiblement acide, par exemple un acide carboxylique ou sulfonique à longue chaîne, ou en conduisant l'émulsification en présence d'une petite quantité d'un acide faible, par exemple d'acide acétique. Grâce au procédé de l'invention, il est possible de préparer des mousses qui contiennent très peu d'eau et se solidifient beaucoup plus vite que les mousses urée-formaldéhyde connues , par exemple en 2 secondes environ. Comme on l'a dit, on peut utiliser toute résine ou poudre comme ciale d'aminoplaste. De préférence, on utilise une résine urée-for maldéhyde, mais on peut remplacer une partie ou la totalité du formaldéhyde par d'autres aldéhydes tels que le furfuraldéhyde et une partie ou la totalité de l'urée par le biuret et/ou la mélamine. La viscosité de la résine doit être aussi grande que possible pour per mettre la détente du porogène et c'est pourquoi, si l'on ajoute un solvant étranger, il doit être seulement présent en petites quantités.Dans les cas où l'on utilise une résine à haute teneur en eau ou autre solvant, il est habituellement désirable d'éliminer de la résine une partie de l'eau ou du solvant avant de la mélanger aux autres constituants. En outre, si l'on prépare la résine par reconstitution à partir d'une poudre urée-aldéhyde, il faut utiliser des proportions relativement faibles de solvant, en comparaison des procédés connus de préparation de mousses urée-formaldéhyde. Le porogène peut être un composé asque, un liquide à bas point d'ébullition tel qutun fluorocarbure ou autre réfrigérant, par exemple l'"Isceon" 11 ou 113, ou une substance qui dégage un gaz dans les conditions de la réaction, par exemple le carbonate de calcium ou le bicarbonate de sodium. #Si l'on utilise comme porogène un fluorocarbure ou autre liquide à bas point d'ébullition, il faut modifier le procédé en omettant le fluorocarbure dans le mélange initial qui contient la résine et l'émulsifiant et au lieu de cela, ajouter le fluorocarbure au mélange en même temps que l'acide. En pareil cas, il est particulièrement nécessaire aussi que la résine ait un pH élevé ou qu'elle soit additionnée d'une substance alcaline telle que la soude. Le pH élevé a pour effet de neutraliser une partie du catalyseur acide, entraînant un dégagement de chaleur qui vaporise tout liquide à bas point 'ébullition présent comme porogène et augmente la vitesse de formation de la mousse. L'ordre dans lequel on mélange les constituants n'est pas très important, si ce n'est qu'il faut ajouter le catalyseur acide en dernier. -Des acides appropriés sont les acides phosphorique et ptoluènesulfonique. D'autres ingrédients peuvent être inclus dans les compositions, par exemple des élastomères-, des plastifiants, des émulsifiants, des mouillants, d'autres surfactifs, des silicones, des colorants, des composés d'ammonium (servant à neutraliser le formaldéhyde au stade du durcissement), des bactéricides (par exemple si la mousse doit servir de filtre pour les eaux d'égout) et des charges qui peuvent être des matières minérales, métalliques ou plastiques, de nature organique ou minérale. Des exemples de charges sont des ma tières fibreuses, le feutre, le sable (que l'on peut utiliser pour former un bloc poreux de sable destiné à servir dans les filtres), le plâtre, le polystyrène et les résines phénol-formaldéhyde. On peut aussi inclure une matière qui engendre de la chaleur par réaction sur un acide comme l'alcool furfurylique. On conduit la réaction de polymérisation à une température qui cause la vaporisation de tout porogène liquide utilisé. Par exemple, il faut l'effectuer entre 15 et 270C, lorsqu'on utilise comme porogène l"'isceon" 11, qui se vaporise à cette température. Cet intervalle de température convient généralement. En tout cas, la température doit être telle que le porogène ne cause pas de dilatation prématurée, particulièrement quand il s'agit d'un liquide à bas point d'ébullition. Dans ce dernier cas, il faut ajouter un émulsifiant (par exemple l'"Aerosol OT" fabriqué par Cyanamid) et conduire l'émulsification à une température assez basse pour éviter un gonflement prématuré. La quantité de catalyseur doit être suffisante (a) pour élever la température (par réaction sur la substance alcaline) de manière à causer la vaporisation du porogène, (b) pour que la polymérisation s'effectue à une vitesse telle que la mousse présente les propriétés désirées et (c) pour gélifier et durcir la mousse gonflée. Dans un procédé modifié, on peut utiliser comme catalyseur un peroxyde organique, auquel cas on appliquera un chauffage rapide, par exemple au moyen d'une source diélectrique de chaleur, pour activer le porogène. Les mousses obtenues par le procédé -décrit ci-dessus rentrent aussi dans l'invention. Bien entendu, la densité, la flexibilité, la rigidité et les autres propriétés de la mousse formée dépendent des ingrédients et des proportions dans lesquelles on les utilise. On a trouvé que si l'on utilise une forte proportion de formaldéhyde, cela augmente la flexibilité et la malléabilité de la mousse pendant une heure environ, une fois qu'on l'a retirée du moule, bien qu'elle soit en 'tièrement gonflée et façonnée. Les propriétés de la mousse dépendent non seulement des ingrédients, mais encore des conditions (particulièrement de la température) de la réaction. On peut faire varier l'épaisseur de la peau, notamment en ajustant la température du moule dans lequel on fabrique la mousse. La température du moule ne doit pas dépasser la température de réaction, sauf si l'on veut obtenir une mousse de densité variable. On peut utiliser le procédé de l'invention pour fabriquer des barrières résistantes de mousse urée-formaldéhyde contenant une armature, ayant une densité constante ou variable et -pouvant servir de tampons d'arrêt de véhicules. On peut obtenir facilement la caractéristique de densité variable par le procédé de l'invention, car, en travaillant en continu et en faisant passer les ingrédients par une tête mélangeuse, on peut faire varier comme on le désire les proportions d'ingrédients et la température de formation de la mousse. La mousse préparée selon l'invention peut aussi constituer des panneaux de construction non inflammables, des isolants de conduites et tuyaux, des carreaux de plafond #et, quand elle est liée à des surfaces appropriées, par exemple à du stratifié, à du bois contreplaqué ou à des panneaux durs, elle peut former des cloisons pare-feu.Pour fabriquer ces produits, on peut former les mousses par extrusion, moulage, coulée, injection ou moulage. L'invention propose aussi un procédé de lutte contre la pollu tion, en particulier par les huiles, de la surface des eaux, en particulier des mers, procédé dans lequel on mélange les ingrédients ci-dessus de la façon décrite et on éjecte sur l'eau un courant du mélange moussant formé, au bout d'un temps tel que la mousse se soit solidifiée ou soit en cours de gélification lorsqu'elle entre en contact avec l'eau. Par ce procédé, on peut fabriquer de la résine urée-formaldéhyde en longueurs continues, ce qui permet de former une barrière de mousse qui arrête l'agent de pollution de surface. Les propriétés de flottaison des mousses obtenues par le procédé selon l'inventi#n s-ont telles que l'on peut régler de façon optimale la position des mousses dans l'eau. Une fois que la polymérisation est complète, la mousse est très dure et relativement résistante. L'exemple suivant illustre le procédé de l'invention. On mélange 453,6 g de résine urée-formaldéhyde contenant 80% de solides aux ingrédients suivants 1,5 g de dicyandiamide 5 ml de phosphate de tritolyle 8 nil de solution de silicone 45 ml de trichlorofluorométhane 2 g de sodiumsulfo-succinate de dioctyle. On porte le mélange à une température de 200C et on y disperse alors 17 ml d'acide phosphorique. On éjecte le liquide obtenu dans un moule maintenu à une température de 21 à 24 C. Le mélange monte, se gélifie et se solidifie suffisamment pour que l'on puisse le manipuler au bout d'une minute. Pour neutraliser la mousse obtenue, on la place dans une atmosphère d'ammoniac, on la met sous vide pour éliminer l'ammoniac et les autres gaz, puis on la chauffe doucement et on la durcit à la forme finale désirée. REVENDICATIONS I.- Procédé de préparation d'une mousse d'aminoplaste, spécialement d'aminoplaste urée-formaldéhyde, à partir d'une ou plusieurs résines aminoplastes, d'un catalyseur, d'un surfactif et d'un porogène, caractérisé par le fait que la résine a une forte viscosité et ne contient qu'une faible proportion de solvant, que le catalyseur est une matière acide et qu'on l'ajoute, facultativement avec un'po- rogne inerte vis-à-vis de l'acide, après avoir mélangé les autres ingrédients, la résine ayant un pH élevé ou contenant un additif tel que la soude qui élève son pH et le surfactif étant un émulsifiant. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on soumet le mélange de résine, d'émulsifiant et de porogène à un processus prolongé l'6mulEdEcation avant d'ajouter l'additif qui élève le pH. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, l'on conduit l'émulsificationenmilieu faiblement acide, soit en croissant un émulsifiant de nature acide, par exemple un acide carboxylique ou sulfonique à longue channe, soit en conduisant l'émul- sification en présence d'un acide faible. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le porogène est un fluorocarbure liquide à bas point d'ébullition et qu on l'ajoute, avec le catalyseur acide, à un mélange de résine et d'émulsifiant. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3', caractérisé par le fait que le porogène est une substance qui dégage du gaz en présence d'un acide, par exemple le bicarbonate de sodium ou le carbonate de calcium. 6.- Procédé de préparation d'une mousse urée-aldéhyde, spécia- lement urée-formaldéhyde, à partir d'une résine urée-aldéhyde, d'un catalyseur, d'un surfactif et d'un porogène, caractérisé par le fait que la résine urée-aldéhyde a une forte viscosité et ne contient qu'une faible proportion de solvant, que le catalyseur est un peroxyde organique, que le porogène est un composé azoïque, que le surfactif est un émulsifiant et que l'on chauffe rapidement le mélange, par exemple par chauffage diélectrique, pour activer le porogène. 7.- Application dtune mousse préparée par un procédé selon l'une des revendications 1 à 6 à la fabrication de filtres, de tampons d'arret de véhicules, de panneaux de construction non inflammables, d'isolants pour conduites ou tuyaux, de carreaux de plafond ou de cloisons pare-feu.