Brevet FR2229666A1 — publié le 19741213

La présente invention concerne un nouveau matériau d'isolation et son procédé de fabrication. Ce matériau présente par rapport aux matériaux isolants traditionnels, à base de polymères expansés, par exemple polystyrène, des avantages considérables, notamment une bonne résistance au feu, un coefficient de dilatation thermique moins élevé, une meilleure résistance mécanique, une meilleure stabilité dimensionnelle dans le temps, vis-à-vis des agents extérieurs : température, humidité, et un prix de revient moins élevé. Les matXriaux expansés ont connu au cours de ces dernitres décennies un développement considérable. Ils sont fabriqués par 2 procédés principaux - le premier, est l'extrusion à travers des filières de matières organiques fondues, par exemple du polystyrène, contenant un produit gazéifiable en dissolution. Le matériau après extrusion est moulé et refroidi en continu. Ce procédé donne des produits présentant une bonne ré sistance mécanique, mais une mauvaise stabilité dimensionnelle, en fonction des variations de températures. De plus, ils ne sont généralement pas isotropes : leurs variations de dimensions n'étant pas identiques dans le sens longitudinal et dans le sens transversal parallèle à la filière d'extrusion. - le second, consiste à expanser par chauffage dans un moule, des perles de polymère contenant un produit gazéifiable en dissolu tion . les perles peuvent être préexpansées totalement ou partielle ment ; . le procédé peut être : soit discontinu lorsqu'on a des moules fixes qui peuvent avoir des formes compliquses ; les calories nécessaires sont généralement apportées par la uapeur qui est admise dans le moule par des orifices ménagés à cet effet ; soit continu ; le moule est une forme mobile qui permet d'obtenir des panneaux de matière. La température d'expansion doit être suffisante pour permettre la soudure des perles entre elles, et assurer une bonne cohésion au matériau obtenu. Les calories sont apportées soit par l'air chaud, soit par de la vepeur, soit par les deux à la fois. Tous ces matériaux ont une résistance médiocre à la flamme, ce qui occasionne leur interdiction pour de nombreuses appli cations. Le matériau suivant l'invention associe aux polymères organiques expansés qui servent d'agglomérant, un matériau minéral expansé sous forme de billes, par exemple des argiles, des verres ou des schistes expansés. Ces billes auront de préférence un poids spécifique compris entre 0,2 et 1, de façon à posséder de bonnes propriétés isolantes. Leur dimension est comprise entre 2 et 20 mm. Elle est choisie en fonction de l'épaisseur de l'isolant qu'on veut fabriquer. Une dimension de bille comprise entre le 1/sue et la 1/2 de cette épaisseur donne des résultats satisfaisants. La surface des billes sera préalablement revêtue d'une couche mince adhérente à base d'un produit organique compatible avec le polymère expansé. Cette couche devra présenter 2 caractéristiques essentielles : - être compatible avec le polymère expansé, de façon à permettre une bonne liaison entre le polymère et la matière minérale ; - être suffisamment ramollie à la température d'expansion pour que le collage entre le polymère et la pellicule organique re couvrant la matière minérale puisse être réalisé. Onpeut utiliser, par exemple, des bitumes durs, de pénétration 40/50, 20/30, des brais de houille EVT 55 à 75, des brais époxy. Les dosages sont compris entre 5 et 30 gr. par litre ds billes. Mais l'invention n' est évidemment pas limitée à ces produits. On peut en imaginer bien d'autres à base de résines de Coumarone, de collophane modifiée, d'Escorez (nom commercial dune résine fabriquée à partir des gommes que l'on obtient par raffinage des hydrocarbures pétroliers) ; ces derniers produits permettent d'obtenir des pellicules pratiquement incolores. I1 convient de noter que l'enrobage des billes de miné ral peut avoir lieu à chaud, à des températures comprises entre 120 et 1500, immédiatement avant mélange avec les perles de polymère ; les billes de minéral chaudes peuvent alors être utilisées comme fluide coloporteur et permettre ainsi une expansion plus régulière des polymères. Le polymère sera de préférence du polystyrène qui connaît déjà un grand dlveloppement dans ce domaine, mais on pourrait utiliser tout autre polymère organique susceptible d'être mis sous forme de perles préexpansées, réagglomérables à une température suffisamment basse. Les procédés continus, bien connus des spécialistes opérant par expansion et moulage de perles de polymères préexpansés, se prêtent particulièrement bien à la mise en oeuvre de 1 'inven- tion. On remplace alors une partie des perles de polymère par des billes de minéral expansées, préalablement enrobées. La proportion de billes de minéral étant telle que le volume des perles soit légèrement supérieur au volume des vides des billes de minéral. Ce résultat est obtenu pour des proportions de billes inférieures à 60 % en volume. Plus la proportion de billes de minéral est importante, plus la résistance à la flamme est bonne. Les exemples suivants permettent de se rendre compte de la mise en oeuvre de l'invention : ler exemple : on alimente une machine de fabrication en continu de plaques avec le mélange suivant : - billes d'argile expansée de 2 à 4 mm. de poids spécifique 0,8, enrobées avec 10 gr/litre de bitume de pénétration 40/50 0 50 % en volume - perles de polystyrène expansé à 25 kg/m3 .................... 50 % La température des billes d'argile est de 1300. Le mélange est expansé à la vapeur à 115o. On obtient des panneaux de 3 cm. d'épaisseur, homogènes, présentant une bonne résistance mécanique et une bonne résistance à la flamme. 2ème exemple : dans les marnes conditions que celles de l'exemple précédant, on opère avec le mélange suivant : - billes de schistes expansés 6 à 12 mm. de densité 0,9 préanrobées avec 10 gr/litre de brai fluxé EVT 350, contenant 5 % de résine époxy ; les billes sont froides lors de leur introduction dans la machine ............. 40 % en volume - perles de polystyrène expansé à 15 kg/m3 ............... 60 ffi Le mélange est introduit dans une machine de moulage en continu, et expansé et moulé à la température de 1200. On obtient des panneaux présentant de bonnes caractéristiques mécaniques et une bonne résistance au feu. Ces types de panneaux présentent une bonne résistance mécanique et de bonnes propriétés d'isolation thermique. Ils peuvent être utilisés notamment dans l'isolation des toitures et des terrasses ; dans l'isolation des murs d'habitations, des immeubles, des bateaux. Une bonne résistance au feu constitue un avantage décisif. REVENDICATIONS 1 - matériau d'isolation constitué par un matériau minéral expansé V aggloméré par un polymère expansé, mis en oeuvre sous forme de perles 2 - matériau d'isolation suivant la revendication 1, où le minéral est préalablement enrobé avec un liant qui est compatiblo avec le polymère 3 - matériau d'isolation suivant la revendication 1 où le liant d'enrobage du minéral est suffisamment fluide à la température d'expansion pour assurer l'adhérence avec le polymère 4 - matériau d'isolation suivant la revendication 1 où le minéral se présentant sous forme de billes est constitué par des schistes expansés, des argiles expansées, ou des verres ex pansés de poids spécifique inférieur à 1,1.; 5 - procédé de fabrication du matériau précédent où les billes de minéral, préalablement chauffées, sont utilisées comme colo porteur pour aider à l'expansion des perles de polymère.