Brevet FR2350316A1 — publié le 19771202

L'invention concerne un procédé d'isolation par l'emploi de mousses formophénoliques et de fabrication de structure dtisola- tion thermique et phonique. L'industrie du bâtiment utilise dans une large mesure, pour l'isolation thermique et phonique, des panneaux, plaques, blocs, matériaux de remplissage sous forme de matériaux cellulaires fabriqués à partir de matières plastiques ou résines telles que polystyrène ou polyuréthanne, formophénolique, urée-formol. Les produits cellulaires à base de polystyrène, polyuréthanne, présentent des inconvénients du fait de leur mauvaise tenue à la température et au feu. En effet, ces matières sont éminemment combustibles et, de plus, elles dégagent en se consumant des fumées ou gaz extrêmement désagréableset nocifs. Les mousses formophénoliques par contre ne présentent pas cet inconvénient de mauvaise tenue au feu et de dégagement de fumées toxiques. De ce fait elles sont de plus en plus utilisées sous forme de panneaux isolants, notamment dans l'industrie du bâtiment où les normes de sécurité imposent ltemploi de matériaux non inflammables. On sait aussi que les résines phénoliques sont de deux types à savoir . les résines novolaques durcissables sous l'action d'un agent de durcissement, par exemple un agent fournissant du formol, et de chauffage, . les résines dérivant de résols durcissant sous l'action de la chaleur et/ou d'un catalyseur acide.-Pour la fabrication d'éléments en mousses formophénoliques on utilise en général des résols polycondensats linéaires contenant des groupements méthylols, qui en milieu acide réagissent sur les cycles phénoliques des chaines voisines formant ainsi un réseau tridimensionnel. Dans le cas de cette application on peut distinguer deux modes de réalisation des panneaux à savoir la préfabrication et l'application sur place. Dans la préfabrication on peut couler les panneaux en usine et alors on peut disposer de moyens, par exemple chauffage, pour ajuster les propriétés de la mousse (densité, durcissement) à la valeur désirée. Lorsqu'il s'agit de calorifuger les installations déjà en service, on peut, bien entendu, préparer des panneaux préfabriqués et les ajuster à la demande mais il est plus rentable et préférable d'appliquer une composition s'expansant sur place aux dimensions nécessaiTeS de façon à éviter au maximum les chutes ou déchets et les pertes par bris et casse lors du transport et de la découpe. Un autre intérêt de ce dernier procédé de mise en oeuvre est la possibilité de couvrir toute la surface désirée par une couche continue et éviter ainsi les ponts thermiques.Dans ce cas, on projette des compositions moussantes qui expansent instantanément sur les parois a calorifuger et forment ainsi une couche de mousse isolante. Mais ces mousses, comme souvent aussi celles qui sont préparées en préfabrication et les éléments qui en résultent, ne donnent pas entière satisfaction. Elles ont en effet de faibles propriétés mécaniques, elles se fissurent et elles sont perméables a lteau et aux vapeurs. Dans la plupart des utilisations elles doi /Pour pela/ vent etre recouvertes d un parement de proteezlon 7 > n peut utiliser des panneaux de bois, de placoplâtre, de fibrociment ou des bardages en plastique. Pour l'application du parement de protection on peut procéder par collage dudit parement sur le panneau, opération délicate. Dans le cas de la préfabrication on peut aussi procéder en utilisant ledit parement comme paroi du moule de coulée et en injectant la composition pour mousse, dans le moule ainsi formé. Dans ce cas on doit opérer sous une presse a cause de la pression développée lors de la formation de la mousse, ou bien suivant un procédé sans pression.Ces procédés nécessitent donc un certain nombre d'opérations délicates et onéreuses. L'invention a pour objet une isolation thermique et phonique et des éléments, panneaux ou complexes isolants à base de mousse de résine formophénolique exempts de ces inconvénients. L'invention a pour objet des structures d'isolation phonique et thermique colléessur un support caractérisées en ce qu'elles comportent une couche-substrat en mousse de résine formophénolique présentant, a la surface opposée au support, une peau granitée, compacte, imperméable et ne se fissurant pas au vieillissement. Plus particulièrement l'invention a pour objet des structures dtisolation phonique et thermique colléessur un support caractérisées en ce qu'elles comportent une couche-substrat en mousse de résine formophénolique, ladite couche -substrat présentant une peau de surface granitée, compacte, imperméable, ne se fissurant pas au vieillissement, sur laquelle adhère directement un parement. Selon une variante le parement est constitué par du platre. Selon une autre variante le parement est en ciment. Suivant un autre mode de réalisation, le parement est consti tué par un enduit en matière synthétique. L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication de structures d'isolation thermique et phonique comportant un substrat en mousse formophénolique, qui présente une surface ou peau granitée, imperméable, collé sur un support, ledit procédé étant caractérisé par le fait que sur un support enduit d'un primaire d'accrochage, on pulvérise en une ou plusieurs passes, une composition moussante pour former le substrat-mousse, et ensuite une -composition pour la couche formant peau. Suivant une variante, l'invention vise un procédé de fabrication de structures d'isolation thermique et phonique, collées sur un support, présentant une couche-substrat en mousse formophénolique et un parement adhérant directement sur ladite couche-substrat, cette dernière présentant une peau granitée, imperméable et ne se fissurant pas au vieillissement, procédé caractérisé par le fait que, sur le support enduit d'un primaire d'accrochage, on pulvérise la composition pour formation de la couche-substrat, puis la composition pour peau, et enfin la composition pour parement. Selon un mode préférentiel de mise en oeuvre,la composition pour la couche-substrat et la composition pour la couche-peau sont identiques, ladite composition étant une composition pour mousse formophénolique très réactive. Dans un mode de mise en oeuvre du procédé, la composition pour parement comporte une phase liquide. Selon une variante de mise en oeuvre, on utilise une composition comportant des charges neutralisantes. Suivant un mode particulier, le procédé est appliqué sur un support en place, vertical. Selon un autre mode de mise en oeuvre, on applique le procédé sur un support sous forme de panneaux ou éléments ayant inclinaison quelconque allant de la position verticale a la position horizontale. Pour la mise en oeuvre de l'invention, on utilise A- Comme résine formophénolique, les résols préparés par conden sation phénol-formol (formaldéhyde) dans un rapport molaire formol/phénol compris entre 1,2 et 2 en présence d'un cata lyseur base alcaline ou alcalino-terreuse. La condensation a lieu entre 70 et IOOOC pendant 2 à 6 heures. Ensuite on neutralise, par un acide minéral ou organique, le produit obtenu et on déhydra te jusqu'S un taux d'extrait sec de 70-90 %. B- Comme catalyseur-durcisseur, les acides minéraux ou organiques, les catalyseurs arylsulfoniques tels que l'acide phénolsulfoni que (APS) et ses dérivés tels que les novolaques sulfonées. C- Comme compositions réactives, des résols et un catalyseur très actif tel que acide phénolsulfonique (APS) activé ou dopé, par exemple par addition d'un diphénol, ou bien une novolaque sul fonée. On peut aussi activer la résine formophénolique et le catalyseur en les chauffant préalablement au mélange avec les agents porophores. D- Comme porophores ou agents gonflants ou agents d'expansion, des produits choisis parmi les dérivés à bas point d'ébullition, chlorés et chlorofluorés des hydrocarbures, leurs mélanges, en particulier des mélanges azéotropiques. Ces hydrocarbures halo gênés, volatils, ne sont pas miscibles dans les résines phéno liques, aussi on les-émulsifie dans celles-ci, sous agitation, en présence d'agents tensioactifs tels que les alcoylphénols oxyéthylénés par exemple nonylphénol oxyéthyléné ou des huiles de silicones. E- Comme charges neutralisantes,des carbonates et bicarbonates de sodium et de calcium, de granulométrie fine, par exemple infé rieure a îoe microns, en vue d'obtenir des mousses neutres. Ci-après on donne, à titre illustratif et non limitatif, des exemples de mise en oeuvre de l'invention. Dans ces exemples on utilise comme: - résines formophénoliques, les résols vendus par la demanderesse sous les marques déposées "ERVAPHENE" - catalyseur-durcisseur, les produits vendus par la demanderesse sous les marques déposées "ERVADUR" - porophore, le trichlorofluorodthane, vendu par la demanderesse sous les marques "ELUGENE 113", "FLUGENE 113 CM". - agents tensioactif, ce produit vendu sous la marque "CEMULSOL MPT 25". Ci-aprbs les parties et pourcentages qui s'entendent en poids sauf indications contraires. Exemple 1 Cet exemple est un exemple témoin donnant les résultats obtenus lorsqu'on opère suivant procédé normal qu'on explicite: Sur un support recouvert, à raison de 100 g/m2, de colle du commerce à base de polychloroprène, on pulvérise la composition moussante suivante - résine "ERVAPHENE M5" ..................... 100 parties - émulsifiant "CEMWLSOL MPT 25"..................... 25" 2 parties - porophore "FLWSENE 113"..................... 10 parties - Catalyseur acide phénolsulfonique contenant 10 % de pyrocatéchine . ............ 35 parties. La composition moussante pulvérisée s'expanse et durcit en quelques secondes, son pH est de 1. Pour la constitution de la couche on applique la composition par deux passes de façon à obtenir une couche de mousse de 6 à 7 cm d'épaisseur. A la surface de cette couche de mousse il se forme une peau dure et lisse qui se fissure après refroidissement. Au bout de quelques minutes on applique sur la mousse une bouillie de plâtre gâché. L'eau de gâchage est absorbée rapidement par la mousse à travers des fissures et le plâtre sèche très rapidement; la couche de plâtre adhère mal et se décolle facilement. Exemple 2 Comme à ltexemple 1 on forme une couche de mousse par application, en deux passes, de la composition indiquée de façon à obtenir une couche de 7 cm. Ensuite on applique une mince couche de la même composition par pulvérisation. La composition ainsi projetée se transforme en une peau compacte, étanche, d'aspect et de toucher granités. Sur la planche de dessin annexée, on donne deux photographies, l?une une vue de dessus de la structure d'isolation sans parement suivant l'invention, l'autre une vue en coupe dé la même structure pour isolation. Sur ces photographies on voit très nettement la mousse-substrat et la peau granitée. Cette couche granitée ne se fissure pas au vieillissement. Sur cette surface granitée on applique, pour former le parement, une bouillie de plâtre gâché. Le plâtre sèche lentement, il ne se décolle pas de la mousse après séehage et stockage ni au vieillissement. Le complexe ainsi formé d'une couche de 7 cm d'épaisseur de mousse formophénolique, de densité 50 kg/m3 et d'une couche de 2 cm d'épaisseur de plâtre, présente un coefficient de conductibilité thermique de K = 0,4 W/m2"C. Ensuite, pour déterminer le comportement et le vieillissement on soumet le complexe à des chocs thermiques sous forme de cycles comportant un ajour en atmosphère chaude suivi d'un séjour en atmosphère refroidie. Après une dizaine de cycles comportant chacun un séjour de 24 heures à -200C puis de 24 heures à + 400C, on ne constate aucune détérioration ou fissuration de la couche de mousse formophénolique. Exemple 3 On répète l'exemple 2 mais en utilisant, pour le parement, un mortier à base de ciment à la place du plâtre. Le coefficient de conductibilité thermique du complexe ainsi obtenu est K = 0,45 W/m2 C Ce complexe supporte aussi bien les chocs thermiques que celui de l'exemple 2. Exemple 4 Dans cet exemple, on utilise la composition de l'exemple 1 dans laquelle on a remplacé le "Flugène 113" par du "Flugène 113 CM". On procède comme à l'exemple 2 pour l'application. Le produit final présente les caractéristiques suivantes - Densité de la mousse-support ........... 50 kg/m3. - K ....................................... 0,4 W/m2/ C. L'adhérence entre la mousse formophénolique et le plâtre est aussi bonne que celle constatée pour le complexe de l'exemple 2. Exemple 5 On reproduit, pour la couche mousse-support, le mode opératoire de l'exemple 4, sauf qu'on ajoute, en plus, 5,4 parties de Na2CO3 en particules de diamètre moyen compris entre 50-100 , dans la composition à pulvériser. Pour la couche-peau granitée, on utilise la même composition. Sur la peau granitée on applique, comme aux exemples 2 et 4, une couche de plâtre. Le produit présente les caractéristiques suivantes - Densité de la mousse-support ......... 50 kg/m3 - K ........................................ 0,4 W/m2/ C - pH ........................................ 7,0 Pour apprécier de façon pratique l'action corrosive de la mousse, on fait subir un test dit "accéléré" décrit ci-après Le test accéléré consiste à enfoncer,dans la mousse formophénolique, une plaque en acier dégraissée et à entreposer l'en- semble dans une atmosphère à 42 C et à 92 % d'humidité relative durant au moins 48 heures. Pour apprécier la rouille formée on décape la plaque en utilisant une solution aqueuse à 10 % d'acide citrique et on mesure la perte de poids de l'échantillon. Sur une plaque en acier dégraissée, soumise au test accéléré avec la mousse de cet exemple, il se forme 2,5 g de rouille par m2 en 24 j, au contact de la mousse, tandis que, dans le cas des exemples 1 à 4, le même test accéléré donne 17 g de rouille. De même qu'a l'exemple 2 on n'observe pas de décollement ou séparation de la mousse et du plâtre. De tous les exemples il ressort que l'avantage du procédé réside dans la possibilité d'appliquer le parement à partir d'une composition pour parement avec une phase liquide, d'une part sans craindre la pénétration de la phase liquide dans la couche-substrat en mousse, d'autre part sans appliquer un primaire d'accrochage. REVENDICATIONS 10/ Structures d'isolation phonique et thermique colléessur un support, caractérisées en ce qu'elles comportent une couchesubstrat, en mousse de résine formophénolique, présentant, à la surface opposée au support, une peau granitée, compacte, imperméable et ne se fissurant pas au vieillissement. 20/ Structures d'isolation phonique et thermique suivant la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles comportent un parement adhérant directement sur ladite peau granitée, imperméable, ne se fissurant pas au vieillissement. 3 / Structures d'isolation phonique et thermique suivant la revendication 2, caractérisées en ce que le parement est constitué par du plâtre. 40/ Structures d'isolation phonique et thermique suivant la revendication 2, caractérisées en ce que le parement est en ciment. 50/ Structures d'isolation phonique et thermique suivant la revendication 2, caractérisées en ce que le parement est un enduit en matière synthétique. 60/ Procédé de fabrication de structures d'isolation thermique et phonique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, sur un support enduit d'un primaire d'accrochage, on pulvérise en une ou plusieurs passes une composition moussante pour former le substrat-mousse, et ensuite la composition pour la couche devant former la peau. 70/ Procédé de fabrication de structures d'isolation thermique et phonique, suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que, sur le support enduit d'un primaire d'accrochage, on pulvérise la composition pour formation de la couche-substrat, puis la composition pour peau, et enfin la composition pour parement. 8 / Procédé suivant l'une quelconque des revendicatios 1 à 7, caractérisé en ce que la composition pour la couche-substrat et la composition pour la couche-peau sont identiques, ladite composition étant une composition pour mousse formophénolique très réactive. 90/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, 7 et 8, caractérisé en ce que la composition pour parement comporte une phase liquide. 100/ Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'on l'applique à un support en place, vertical. 110/ Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'on l'applique à un support sous forme de panneaux ou éléments ayant inclinaison quelconque allant de la position verticale à la position horizontale.