Brevet FR2231694A1 — publié le 19741227

La présente invention se rapporte à des compositions de résines utiles pour la préparation de produits en mousse. Plus particulièrement, elle se rapporte à des compositions de résines utiles pour préparer des produits en mousse ayant des propriétés améliorées, par production mécanique de mousses. Dans la demande de brevet Japonais publiée avant examen n" )5.056/1972, on décrit un procédé pour préparer des produits en mousse ayant une structure cellulaire uniforme et fine, qui comprend la production mécanique de mousse d'une composition de résine renfermant un latex de chlorure de polyvinyle avec divers additifs tels qu'un plastifiant, un agent de dispersion, un agent de réglage de mousses et un stabilisant, suivie de la conformation et du chauffage de la mousse résultante. Cependant, selon ce procédé, une mousse mécaniquement produite avec une faible concentration de plastifiant présente une stabilité insuffisante, si bien que la rupture des mousses ou des craquelures (ou fissurations) sont facilement provoquées par la conformation et le chauffage.Ainsi, la préparation d'un produit en mousse de bonne qualité est difficile et, en outre, la souplesse des produits en mousse obtenus est faible. La présente invention a pour but de surmonter ces inconvénients dans la préparation de produits en mousse à partir de latex de chlorure de polyvinyle, et elle prévoit une composition qui peut fournir un excellent produit en mousse ayant une structure cellulaire fine uniforme et une bonne flexibilité, même pour une faible concentration de plastifiant. Pour la préparation de produits en mousse à partir de résines de chlorure de polyvinyle, il y a divers procédés connus. Dans tous les procédés, l'incorporation d'une grande quantité d'un plastifiant dans une résine de chlorure de polyvinyle est necessaire pour obtenir un produit ayant une flexibilité et une élasticité acceptables en pratique. Il en est de même dans le cas de la préparation de produits en mousse à partir de latex de chlorure de polyvinyle. Cependant, cette incorporation d'une grande quantité d'un plastifiant dans une résine de chlorure de polyvinyle provoque divers problèmes indésirables. Par exemple, le produit en mousse résultant devient adhésif par suite de la migration du plastifiant jusqu a la surface du produit et présente une propriété d'ignîfuga- tion dégradée.De plus, une quantité excessive du plastifiant est volatilisée par chauffage, ce quoi contamine l'air, et, en outre, l'odeur du plastifiant subsiste dans le produit. Pour l'utilisation de produits en mousse à l'intérieur de pièces, par exemple, comme supports de tapis ou comme matières de revêtements muraux, comme on le voit souvent actuellement, une propriété d'ignifugation sufrisante est un facteur indispensable, et on désire aussi fortement une aptitude à l'auto-extinction, ainsi qu' aussi peu que possible de production de fumée lors de la combustion. En outre, dans le cas de l'utilisation pour des étoffes, des cuirs ou des matières de re vêtementsmuraux, l'adhésivité à la surface d'un produit en mousse et 11 odeur du plastifiant sont très peu souhaitables. Comme on l'a déjà mentionné, dans la préparation d'un produit en mousse à partir d'un latexde chlorure de polyvinyle, une mousse fabriquée mécaniquement avec une faible concentration de plastifiant présente une stabilité extrêmement inférieure, si bien que la rupture des mousses et des fissurations sont facilement provoquées lors de la conformation et du chauffage. Ainsi, la préparation d'un produit en mousse de bonne qualité est très difficile et, en outre, la flexibilité du produit en mousse obtenu est peu satisfaisante, D'autre part, dans le domaine des tapis, on a récemment augmenté l'utilisation de polypropylène qui présente une bonne stabilité dimensionnelle comme matière pour des tapis.Puisque le polypropylène a une température de transition à l'état vitreux relativement faible, la préparation~d'un produit en mousse pour le revêtement d'un tapis de polypropylène doit eAtre effectuée à une faible température, telle que 1400C ou en dessous. Par suite d'études importantes pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus > comme on le voit dans la préparation de produits en mousse à partir de latex de chlorure de polyvinyle, la demanderesse a maintenant trouvé que l'utilisation d'un latex de copolymère chlorure de vinyle-acrylate d'alkyle peut fournir un produit en mousse de bonne qualité, à une faible température avec une quantité diminuée d'un plastifiant, étant bien entendu que ce plastifiant en grande quantité provoque divers inconvénients tels que l'abaissement de la propriété d'ignifigation du produit, la migration du plastifiant jusqu'à la surface du produit, la subsistance de 11 odeur du plastifiant dans le produit et la pollution de l'envi- ronnement.Ainsi, par formation mécanique de ce latex en mousse, une mousse ainsi fabriquée présentant une bonne stabilité peut être obtenue, même pour une faible concentration d'un plastifiant, et la rupture des mousses et les fissurations ne sont pas provoquées par conformation et chauffage de la mousse fabriquée de cette manière, ce qui conduit à un excellent produit en mousse, ayant une structure cellulaire fine et uniforme. La présente invention est basée sur cette découverte. Selon la présente invention, on fournit une composition de résine utile pour la préparation d'un produit en mousse, qui comprend 100 parties en poids (sous forme de teneur en solides) d'un latex de copolymère chlorure de vinyle-acrylate d'alkyle ayant une teneur en unité d'acrylate d'alkyle de 2 à 40 en poids, la partie alkyle étant une partie n'ayant pas plus de 12 atomes de carbone, 20 à 70 parties en poids d'un plastifiant, une quantité suffisante d'un agent de dispersion pour disperser le plastifiant dans le latex, pas plus de 15 parties en poids d'un agent de réglage de mousse et pas plus de 5 parties en poids d'un stabilisant. Lorsqu'on le désire, la composition de résine peut, en outre, contenir n'importe quel autre additif, tel qu'un agent augmentant la viscosité, un produit de charge et/ou un pigment. Le latex de copolymère chlorure de vinyle/acrylate d'alkyle est une dispersion aqueuse uniforme de particules d'un copolymère chlorure de vinyle-acrylate d'alkyle ayant une dimension de particules d'environ 0,05 à 2,0 microns. il est ordinairement préparé par polymérisation en émulsion et a une teneur en solides de 50 ss ou plus, de préférence 50 % ou plus. Quand la teneur en solides est inférieure à 50 p, on ne peut pas obtenir un produit en mousse de bonne qualité. L'acrylate d'alkyle doit être un acrylate dans lequel la partie alkyle n'a pas plus de 12 atomes de carbone. Quand le nombre d'atomes de carbone dans la partie alkyle est 15 ou plus, la stabilité mécanique du latex est insuffisante, si bien que la préparation d'un produit en mousse de bonne qualité est difficile. La teneur en unités d'acrylate d'alkyle dans le copolymère doit être de 2 à 40 ss en poids. Avec une teneur inférieure à 2 ss en poids, on peut obtenir un produit en mousse de bonne qualité seulement quand la quantité de plastifiant est importante, et, dans le cas où la quantité de plastifiant est de 70 parties en poids ou moins pour 100 parties en poids de la teneur en solides du latex, la préparation d' un produit en mousse de bonne qualité devient difficile.Au contraire, avec une teneur en unités d'acrylate- d'alkyle supérieure à 40 ss en poids, la formation de film dans le latex se produit à une température proche de la température ambiante, et un film formé à la surface du latex empêche l'évaporation de l'eau, ce qui rend difficile l'obtention d'un produit en mousse de bonne qualité. la viscosité spécifique du latex-doit être favorablement comprise entre 0 > 50 et 0,60, lorsqu'on la détermine à 250C dans une solution de nitrobenzène à 0,4 . Dans le cas où la viscosité est inférieure à 0,30, la stabilité de la viscosité du latex et la résistance mécanique du produit en mousse sont insuffisantes. Dans le cas où la viscosité est supérieure à 0,6, la préparation des produits en mousse à une faible température devient difficile. Comme plastifiant, on peut utiliser un plastifiant classique liquide employé dans le traitement des résines de chlorure de polyvinyle, tel qu'un ester d'acide phtalique, un ester d'acide phosphorique, un ester d'acide dicarboxylique ou un composé époxydé. Le plastifiant doit être employé en quantité de 20 parties en poids ou davantage pour 100 parties en poids de teneur en solides du latex. Avec une quantité inférieure à 20 parties en poids, on ne peut pas obtenir un bon produit en mousse. Avec une quantité supérieure à 10 parties en poids, au contraire, il se produit divers inconvénients tels que l'adhésivité de la surface du produit, l'a- baissement de la propriété d'ignifugation du produit, la pollution de l'air due à l'évaporation du plastifiant par chauffage, et la subsistance de l'odeur du plastifiant dans le produit. Comme stabilisant, on peut employer n1 importe quel produit classique utilisé pour empêcher la décomposition thermique du chlorure de polyvinyle. Des exemples de ces stabilisants sont des composés organiques complexes de calcium-zinc, des composés organiques complexes de cadmium-baryum, des composés organiques complexes de cadmium-baryum-zinc, des composés organiques d'étain, des savons métalliques, des composés époxydés, etc.. Ces stabilisants sont utilisés en quantité de 5 parties en poids ou moins pour 100 parties en poids de la teneur en solides du latex. L'utilisation du stabilisant en plus grande quantité n'est pas nécessaire et n'est pas économique. Comme agent de dispersion, on peut employer, par exemple, de ltoléate d'ammonium, de l'oléate de sodium, de l'oléate de potassium ou un savon de morpholine. Cet agent de dispersion est employé en quantité suffisante pour disperser uniformément le plastifiant dans le latex. Comme agent de réglage de la mousse > on peut employer un agent tensio-actif, tel qu'un sel d'alkyl(supérieur)sulfate, un al kylbenzènesulfonate, un dialkylsulfosuccinate, un éther alkylphénylique de polyoxyéthylène ou un ester acylique de polyoxyéthylène. Un tel agent de réglage de mousse est utilisé dans le but de stabiliser les mousses produites mécaniquement. La quantité d'agent de réglage de mousse est ordinairement 15 parties en poids ou moins pour 100 parties en poids de la teneur en solides du latex. Une plus grande quantité n'est pas souhaitable par suite de l'abaissement de la résistance à l'eau du produit en mousse et également d'un point de vue économique. Comme agent augmentant la viscosité, on peut employer, par exemple, la caséine, l'alginate de sodium, la carboxyméthylcellulose, l'alcool polyvinylique, un polyacrylate, un polyéthylèneglycol ou de l1éthylcellulose, sous la forme d'une solution aqueuse. Cet agent d'augmentation de viscosité est efficace pour la stabilisation des mousses et pour le réglage de leur dimension. Des exemples de produits de charge sont le talc, l'argile, l'oxyde de titane, le sulfate de baryum, le carbonate de calcium, l'hydro- xyde d'aluminium, etc.. Le pigment peut être n'importe quel produit classique. La préparation d'un produit en mousse à partir de la composition de la présente invention peut être réalisée par agitation de la composition à l'aide d'un mélangeur dit Hobart, d'un mélangeur du type des dispositifs de dissolution à vitesse élevée, d'un mélangeur dit Oakes ou analogues, afin d'y introduire de l'air pour produire des mousses, en conformant la mousse résultante ainsi produite et en chauffant la substance conformée entre 120 et 1500C pour la gélification et la fusion, suivi de refroidissement pour la solidification et, de ce fait, on peut obtenir un excellent produit en mousse ayant une structure cellulaire uniforme et fine, sans mousse brisée ou sans craquelures ou fissurations. La présente invention est caractérisée en ce qu'une stabilité élevée des mousses peut être assurée dans la préparation d' un produit en mousse à partir d'un latex de chlorure de polyvinyle même avec une quantité diminuée de plastifiant, ce plastifiant en grande quantité provoquant divers inconvénients tels que l'abaissement de la propriété d'ignifugation du produit, le mouvement du plastifiant jusqu'à la surface du produit, la subsistance de l'o- deur de plastifiant dans le produit et la pollution de l'environne- ment, si bien que la rupture des mousses ou les fissurations peuvent être empêchées afin de fournir un excellent produit en mousse ayant une souplesse souhaitée, allant d'un produit fortement mou à un produit relativement dur.C'est aussi une caractéristique de la présente invention que la préparation d'un produit en mousse peut être réalisée à une faible température de traitement. Des exemples de réalisation pratiques et actuellement préférés de la présente invention sont présentés à titre d'illustration dans les exemples suivants, où les pourcentages et les parties sont en poids. EXEMPLE 1 On utilise la formulation suivante Parties - Latex de copolymère chlorure de vinyle-acrylate de butyle (teneur en unité d'acrylate de buty le : 5 ss ; teneur en solides : 55 , ; viscosité spécifique : 0,48) 100,0 - DOP (phtalate de dioctyle) 15,0 - DBP (phtalate de dibutyle) 15,0 - Produit dit "KR-150K"(stabilisant complexe au Cd-Ba-Zn fabriqué par la société dite Kyodo Yakuhin K.K.) 1,0 - Acide oléique (agent de dispersion) 1,2 - Ammoniaque (solution aqueuse à 28 ) 0,5 - Laurylsulfate de sodium (agent de réglage de mousse) 2,5 Les composants indiqués ci-dessus sont mélangés et agités pendant 5 minutes à ).000 tours/minute par un mélangeur d'agitation à grande vitesse, afin d'y introduire de l'air pour produire des mousses. La mousse résultante ainsi produite ayant un poids en coupelle de 0,46 est appliquée à l'arrière d'un tapis percé par des aiguilles en polypropylène, pour fournir une épaisseur de 3 mm et chauffée à 130 C pendant 15 minutes dans un four à air chaud. Le produit ainsi gélifié et fondu est alors refroidi pour être solidifié et, de ce fait, on obtient un produit en mousse ayant une structure cellulaire fine et uniforme. La densité du produit est 0 > 50. EXEMPLE 2 La préparation d'un produit en mousse est effectuée comme dans l'exemple l, mais en utilisant chacun des produits dits DOP et DBP en quantité de 10 parties et, de ce fait, on obtient un produit en mousse de bonne qualité ayant une densité de 0,)0. EXEMPLE 5 La préparation d'un produit en mousse est effectuée comme dans exemple 1, mais en utilisant comme latex de copolymère un latex de copolymère chlorure de vinyle-acrylate de butyle ayant une teneur en unité d'acrylate de butyle de 15 9, une teneur en solides de 55 ss et une viscosité spécifique de 0,48 ; de ce fait, on obtient un produit en mousse de bonne qualité ayant une densité de 0,30. EXEMPLE 4 La préparation d'un produit en mousse est effectuée comme dans l'exemple 1, mais en utilisant comme latex de copolymère un latex de copolymère chlorure de vinyle-acrylate de 2-éthylhexyle ayant une teneur en unité d'acrylate de 2-éthylhexyle de 5 ,, une teneur en solides de 55 % et une viscosité spécifique de 0,50 ; de ce fait, on obtient un produit en mousse de bonne qualité ayant une densité de 0,)2. EXEMPLE DE REFERENCE 1 La préparation d'un produit en mousse est effectuée comme dans l'exemple 1, mais en utilisant un latex de chlorure de polyvinyle ayant une teneur en solides de 55 ss et une viscosité spécifique de 0,45 à la place du latex de copolymère ; de ce fait, on obtient un produit en mousse ayant une densité de 0,30. EXEMPLE DE REFERENCE 2 La préparation d'un produit en mousse est effectuée comme dans l'exemple 1, mais en utilisant un latex de chlorure de polyvinyle ayant une teneur en solides de 55 A et une viscosité spécifique de 0,4) à la plaee du latex de copolymère, en changeant la quantité de chacun des produits dits DOP et DBP pour fournir 25 parties en poids et en réalisant le chauffage à 1600C pendant 10 minutes ; de ce fait, on obtient un produit en mousse ayant une densité de 0,)0. EXEMPLE DE REFERENCE 3 La préparation d'un produit en mousse est effectuée comme dans l'exemple 1, mais en changeant la quantité de chacun des produits dits DOP et DBP pour fournir 25 parties en poids ; de ce fait, on obtient un produit en mousse ayant une densité de 0,)1. Les propriétés de chacun des produits en mousse obtenus dans les exemples 1 à 4 et dans les exemples de référence 1 à 3 sont présentées dans le tableau suivant. TABLEAU Exemple de Exemple de Exemple de Propriétés Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 référence 1 référence 2 référence 3 Etat de mousse Bon Bon et dur Bon et mou Bon Rupture des Bon Trop mou mousses provoquée par chauffage ; on ne pas obtenir un bon produit Dureté du produit en mousse (déterminée par un dispositif 15 30 9 12 - 10 5 d'expérimentation du caoutchouc, type C) Contraction du tapis de poly- Non Non Non Non Non Non propylène par observée observée observée observée observée Observée observée chauffage Odeur dans le Faible Faible Faible Faible - Odeur Odeur produit en odeur odeur odeur odeur mousse Adhésivité en Faible Aucune Faible Faible - Collante Collante surface du produit en mousse après une semaine Etat de com- Auto- Auto- Auto- Auto- - Inflammable Inflammable bustion extinguible extinguible extinguible extinguible Quantité de Quleque peu Faible Quelque peu Quelque peu - Extrêmement Importante fumée importante importante importante importante La présente invention n1 est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaltront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Composition de résine utile pour la préparation à'un produit en mousse > caractérisée en ce qu'elle comprend 1CO parties en poids (en tant que teneur en solides) d'un latex de copolymère chlorure de vinyle-acrylate d'alkyle, ayant une teneur en unité d' acrylate d'alkyle de 2 à 40 ,-; en poids, la partie alkyle étant une partie n'ayant pas plus de 12 atomes de carbone, 20 à 70 parties en poids d'un plastifiant, une quantité suffisante d'un agent de dispersion pour disperser le plastifiant dans le latex, pas plus de 15 parties en poids d'un agent de réglage de mousse et pas plus de 5 parties en poids d'un stabilisant. 2 - Composition de résine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le latex de copolymère chlorure de vinyleacrylate d'alkyle est une dispersion aqueuse uniforme de particules dsun copolymère chlorure de vinyle-acrylate d'alkyle, ayant une dimension de particules d'environ 0,05 à 2,0 microns. 3 - Composition de résine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le latex de copolymère chlorure de vinyleacrylate d'alkyle a une teneur en solides non inférieure à 70 ,? en poids. 4 - Composition de résine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le latex de copolymère chlorure de vinyleacrylate d'alkyle a-une viscosité spécifique de 0,)0 à 0,60 (quand on la détermine à 250C sur une solution de nitrobenzène à 0,4 ). 5 - Composition de résine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend,en outre, un agent d'augmentation de la viscosité, un produit de charge et/ou un pigment. G - Procédé de préparation d'un produit en mousse, caractérisé en ce qu'il consiste à agiter la composition de résine selon la revendication 1, à l'aide d'un mélangeur, afin d'y introduire de 11 air, à conformer la substance en mousse résultante et à chauffer la substance conformée pour la gélification et la fusion, suivi de refroidissement pour la solidification. 7 - A titre de produits industriels nouveaux, produits en mousse préparés par le procédé selon la revendication 6.