Brevet FR2257616A1 — publié le 19750808

La présente invention a pour objet un matériau composé plastique du type polyester présentant une ininflammabilité réelle qui permet son emploi éventuel dans le bâtiment Les résines polyester connues, généralement obtenues par polymérisation d'une combinaison d'un ou plusieurs polyacides avec un polyglycol en solution dans un monomère, tel que le styrène, présentent 1' inconvénient d'une réelle inflammabilité . Certains polyesters ont été rendus difficilement inflammables par l'adjonction d'une charge chlorée comportant une proportion de chlore supérieure à 50% ce qui présente l'incon vénient de libérer ce chlore à a' l'état de gaz lorsque ladite résine est ex- posée à une haute température , ce qui provoque un danger d'asphyxie en cas d'incendie .En outre la quantité de résine entre pour 98% de la masse à obtenir ( sauf la charge ) ce qui rend le produit onéreux . En substituant au catalyseur habituel , généralement un peroxyde de benzoyle ou un peroxyde de methyléthylcétone, un catalyseur acide il a été rendu possible d'émulsionner une importante quantité d'eau ( 50% environ du poids de résine ) , indépendamment de la charge ) avec la résine avant sa polymérisation . Ceci a produit des résines polymérisées moins onéreuses par suite de la diminution de la matière utilisée . Mais l'inflammabilité de ce produit est encore grande et en outre son retrait postérieur à la polymérisation , par suite de l'évaporation d'une partie au moins de 1' eau non combinée, présente un grave inconvénient pour l'obtention de cotes définitives déterminées .Ce vieillissement est encore accusé par un jau- nissement accentué L'objet de la présente invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci , en effet la polymérisation de la résine, qui ne dégage que très peu de chaleur , ne provoque pratiquement aucun retrait, ni en cours de polymérisation ni après, et la résine polymérisée se trouve être totalement ininflammable . Les essais faits à la flamme d'un chalumeau ont provoqué la désagrégation et la carbonisation de la matière sans aucune inflammation, ni sans aucun dégagement nocif de gaz .En outre la résine polymérisée objet de l'invention est peu onéreuse , la quantité de polyester n'entrant dans la masse de résine polymérisée que dans la proportion de 10 à 30% seulement , selon les variantes du procédé objet de l'invention, tel qu'il va etre décrit Pour cela , avant l'introduction du catalyseur dans la résine on forme un complexe activé par l'addition d'une faible proportion d'halogène sous la forme acide à l'état liquide s'il s'agit du fluor ou à l'état de solution s'il s'agit du brome, de l'iode ou du chlore qui est particulièrement employé dans ce but, ( cet halogène peut aussi etre introduit sous la for me de sel métallique en solution ) , et par l'addition successive d'un alcali, opérations qui amorcent la polymérisation et permettent, au cours d'un fort brassage, l'émulsion de ladite résine avec une forte proportion d'eau qui provoque une réaction d'addition . Le catalyseur habituel et éventuellement l'accélérateur ( selon la vitesse de réaction désirée ) sont alors incorporés Lorsque l'alcali ainsi introduit, selon le procédé objet de l'in Invention, est la soude caustique on constate que l'on obtient une résine polymérisée totalement ininflammable , résistant parfaitement à la flamme du chalumeau sans aucun dégagement nocif . Cette résine polymérisée se présente sous un aspect naturellement blanc opaque et parfaitement homogène Cette résine ne présente qu'un très faible échauffement au cours de sa polymérisation et son retrait est pratiquement nul .Elle ne présente en outre aucun jaunissement au cours d'un vieillissement prolongé Elle présente une bonne rigidité bien que la quantité de résine polyester entrant dans sa composition puisse être ramenée à 10% seulement Lorsque l'alcali introduit est la chaux vive , tous les autres composants restant qualitativement identiques , on constate une prise un peu moins rapide , la proportion de résine, dans ce cas, est de 20 à 30% .La résine obtenue présente une certaine porosité donc une densité plus basse Lorsque l'alcali introduit est de l'ammoniaque, tous les autres composants restant qualitativement identiques , on constate une rigidité moindre accompagnée d'une certaine fiabilité , ainsi qu'une moindre densité Lorsque l'alcali introduit est de la potasse , tous les autres composants restant qualitativement identiques , on constate que la résine polymérisée peut présenter une certaine flexibilité et certaines qualités propres aux élastomères Dans chacun de ces cas une charge interte, telle qùe les fibres de verre, ou d'amiante , peuvent être introduites selon les méthodes connues .Mais on remarque que si on introduit une charge contenant des sels d'oxyde de calcium tels que les ciments, ou des sels de sulfate de calcium semi hydraté tel que le plâtre , ces charges , par suite de la présence de l'eau , participent pour leur part au durcissement de la masse selon le processus propice à ces produits .C'est ainsi qu'avec du ciment de Portland on obtient très rapidement une très grande dureté , et avec le plâtre une dureté compara;ble à celle d'un albâtre Le procédé de fabrication de ce matériau , commun aux différen tes variantes ci-dessus exposées comporte donc 10) - Addition a la résine de polyester d'un halogène,soit à l'état de solution d'acide,soit à l'état de solution de sel,dans la proportion de 0,15 à 1,35% de la masse de résine mise en peut vre,suivant l'halogène utilisé,cette addition se faisant au cours d'un brassage constant de la resine. 2") - Première addition d'eau dans la proportion de 50S de la résine mise en oeuvre avec brassage jusqu'à obtention d'une crème blanche due à un début de polymérisation. I1 est noter qu'il est possible d'introduire cette eau en même temps que l'alcali cidessous cité. 3 ) - Addition d'un alcali,dans la proportion de 0,3 à 0,75% de la masse de résine mise en oeuvre,suivant l'alcali utilisé, cette addition se faisant au cours d'un brassage constant de la résine, pour former un complexe activé. 40) - Deuxième addition dteau dans la proportion de 1 à 9 fois la masse de résine polyester mise en oeuvre au debut de l'opéra- tion,cette addition s'effectuant aussi au cours d'un brassage continu,jusqu'à obtention d'une patte molle. 5") - Addition du catalyseur et éventuellement de l'accélérateur habituels dans les proportions connues. Lorsqu'il ést utilisé une charge réactive,telle que la chaux un ciment ou du platre,cette charge est de préférence mélangée à de l'eau.Cette charge, qui représente 30% de la masse définitive, ainsi hydratée,reçoit l'addition de l'alcali ci-dessus cité, dans la proportion de 2 à 4% de ladite masse definitive.Et c'est au mélange ainsi obtenu après brassage et qui comporte environ 3G à 40% d'eau qu'est incorporée la résine polyester qui a préalablement reçu la meme proportion d'halogène que ce qui a été indiqué précédemment.Le brassage effectué provoque initialement le rejet d'une partie de l'eau ainsi incorporée,mais la prolongation du brassage au delà de ce stade permet la réincorporation de cette quantité d' eau dans l'émulsion de résine soumise à un début de polymérisation et qui correspond à 20% de la masse définitive.Le catalyseur et éventuellement l'accélérateur sont alors introduits comme il a été précédemment décrit. Il est à remarquer que toutes ces manipulations s 'effectuent à la pression et à la température ambiante. I1 est bien entendu que l'étendue de l'invention n'est pas L; mitée à ltexemple,ou aux exemples,deréaIisation q"ien ont été décrits, toute variante, considérée comme équivalence, ne pouvant en modifier la por tée La présente invention peut etre utilisée pour la fabrication d'objets de toutes sortes et particulièrement pour la fabrication de mobilier ou la fabrication de panneaux ou autres dispositifs pouvant être utilisés dans l'industrie du bâtiment REVENDICATIONS le) - Produit composé plastique, caractérisé par le fait qu'une résine polyester est émulsionnée avec de l'eau au cours d'une réaction d'addition rendue possible par l'incorporation préalable dans ladite résine,et dans une très faible proportion, d'un halogène,d'une partetdl-uh alcali, d'autre part,au cours de simples brassages successifs effectués à la pression et à la température ambiantes. 2") - Produit selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'halogène est introduit sous la forme de son acide liquide ou en solution,suivant l'acide considéré,indépendamment de l'alcali qui est successiven"ent introduit à l'état de solution. 3") - Produit selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'halogène est introduit sous la forme d'un de ses sels métalliques en solution, indépendamment de l'alcali qui est successivement introduit à l'état de solution. 4 ) - Produit conforme à l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé par le fait que la résine polyester activée ainsi obtenue est mélangée à une charge contenant un sel de calcium, tel que l'oxyde de calcium, capable de provoquer un durcissement de la masse après hydratation,préalablement gâché avec de l'eau. 5e) - Produit conforme à l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la résine polyester activée ainsi obtenue est mélangée à une charge contenant un sel de calcium, tel que le sulfate de calcium semi-hydraté,capable de provoquer un durcissement de la masse après hydratation,préalablement gâché avec de l'eau. 6 ) - Procédé pour la fabrication du produit conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on opère 1") - l'addition de l?halogène,sous sa forme considérée, à la résine polyester,au cours d'un brassage continu, dans la proportion de 0,25 à 1,35% de la masse de ladite résine. 2") - l'addition, au cours d'un brassage continu,d'une quan tité d'eau égale à 50% de masse de ladite résine,ledit brassage étant maintenu jusqu'à l'obtention d'une crème blanche. 3 ) - l'addition d'un alcali, sous sa forme considérée,au mélange ci-dessus,au cours d'un brassage continu, dans la proportion de 0,3 à 0,75% de la masse de ladite résine. 4 ) - l'additionau cours d'un brassage continu,d'une quan tité complémentaire d'eau dans la proportion pouvant aller jusqu'à 9 fois la masse de ladite résine,jusqu' à obtention d'une pâte homogène. 5 ) - l'addition,au cours d'un brassage continu,du cata lyseur dans la proportion connue et éventuellement de l'accélérateur selon la rapidité de réaction recher chée. 7 ) - Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lors de la première addition d'eau, l'eau introduite contient une charge réactive contenant un oxyde de calcium. 8 ) - Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lors de la première addition d'eau, l'eau introduite contient une charge réactive contenant un sulfate de calcium semi-hydraté. 9 ) - Procédé pour la fabrication du produit conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on opère 10) - l'hydratation de la charge réactive contenant le sel de calcium conforme à l'une quelconque des revendica tions 7 ou 8,cette charge entrant dans la proportion de 30% de la masse définitive,ladite hydratation com portant la totalité de la quantité d'eau nécessaire pour la proportion de 40 à 50% de la masse définitive. 20) - l'addition de l'alcali,sous sa forme considérée,au cours d'un brassage continu,dans la proportion de 2 à 4% de la masse definitive. 3 ) - l'addition de la résine polyester préalablement addi tionnée de l'halogène,selon l'une quelconque des re vendications 2 ou 3,dans la proportion de 20% de la masse définitive.