Brevet FR2329709A1 — publié le 19770527

L'invention a pour objet un procédé de fabrication de mousses phénoliques et plus particulièrement un mode de mise en oeuvre dudit procédé pour l'application des mousses formophénoliques dans la- construction. L'industrie du bâtiment utilise dans une large mesure des panneaux, plaques, blocs, matériaux ite remplissage sous forme de matériaux cellulaires fabriqués à partir de matière plastique ou résine tels 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 éi- nomment combustibles et de plus elles dégagent en se consumant des fumées extrêmement nocives. Les mousses formophénoliques par contre ne présentent pas cet inconvénient de mauvaise tenue au feu et de dégagement de fumées toxiques mais présentent d'autres inconvénients technologiques. En effet, les panneaux isolants utilisés dans les différents types de construction sont fabriqués par coulée ou injection, dans un moule, d'une composition liquide de résine phénolique, d'un porophore gonflant et d'un durcisseur ou catalyseur. La mousse est obE- nue par expansion et durcissement simultanés d'un résol qui est un précondensat formophénolique. L'expansion est assurée par la vaporisation du porophore liquide volatil, émulsifié dans le mélange, sous l'effet de la chaleur dégagée due à l'exothermicité de la réaction de réticulation ou durcissement.Cette expansion développe une poussée de 1'ordre de quelques centaines de grammes/ci2. En conséquence, la réalisation des panneaux isolants nécessite des moules très solides et/ou des presses puissantes et ne peut donc se faire que dans des ateliers bien équipés souvent très éloignés des lieux d'application. Cette contrainte entrave le développement des mousses phénoliques pour de nombreuses applications et en particulier elle interdit l'utilisation desdites mousses pour les remplis sages sur place de cavités. Pour obvier l'inconvénient d'une pression, on peut songer aux mousses uréecformol ; on peut en effet utiliser celles-ci par un procédé de moussage mécanique exigeant l'émulsification de l'air dans la composition à mousser à l'aide d'un appareil approprié, la mousse étant envoyée sous légère pression d'air comprimé dans les cavités à remplir. Cependant on reproche à ce procédé l'emploi de composants sous forme de solutions aqueuses très diluées ce qui donne lieu à une formation de mousses contenant 70 à 80 % d'eau et qui sèchent donc très difficilement une fois enfermées entre des murs par exemple. D'autre part, lors d'un incendie, ces mousses peuvent dégager une forte quantité de gaz toxiques ce qui interdit leur utilisation dans la construction des b timents, immeubles et édifices. L'invention a pour objet un procédé exempt des inconvénients précités. Suivant l'invention, le procédé de mise en oeuvre de mousses formophénoliques est caractérisé en ce que l'on coule, dans un moule ou une cavité, une composition pour mousses formophénoliques, telle que résol, déjà fortement expansée, fluide, à durcissement légèrement différé. Le procédé est caractérisé en ce que la composition pré-expansée comporte en poids pour 100 parties de résol à 80 % d'extrait sec, 5-15 p de durcisseur-catalyseur, 20 à 40 p d'agent d'expansion, 1 à 5 p d'agent tensio-actif. Le catalyseur-durcisseur est un acide activé choisi dans le groupe comprenant les acides arylsulfoniques dopés ou leurs dérivés. Suivant une variante le catalyseur-durcisseur est de l'acide phénolsulfonique dopé par une petite quantité de diphénol. Suivant une autre variante le catalyseur-durcisseur acide comporte en outre de l'acide phosphorique. L'agent de dopage du catalyseur-durcisseur est choisi dans le groupe des diphénols comprenant le résorcinol et la pyrocaté- chine. L'agent tensio-actif utilisé est choisi dans le groupe comptez nant les alcoylphénols oxyéthylénés ou les huiles de silicones. Selon un mode préféré de mise en oeuvre on prépare la composition de mousses phénoliques en introduisant à l'aide de pompes doseuses, dans un pistolet mélangeur pour trois composants, séparément, d'une part le résol et d'autre part le durcisseur, ces deux composants du mélange étant amenés au pistolet chauffés à une température comprise entre 35 et 500C et tertio un agent d'expansion volatil, ledit agent d'expansion étant introduit à l'état froid. Dans un mode de mise en oeuvre plus particulier, on introduit l'émulsifiant à l'état dissout dans l'agent d'expansion. Suivant un autre mode de mise en oeuvre, on introduit l'agent émulsifiant à l'étant dissout dans le résol. Suivant une variante de préparation de la mousse on utilise en supplément de l'air comprimé pour injecter la mousse dans le moule ou dans une cavité. Dans un mode de mise en oeuvre comportant le remplissage de l'intervalle entre deux murs, on coule la mousse sortant du pistolet mélangeur, à l'aide d'un tuyau souple, ce dernier étant introduit jusqu'à la base de l'intervalle. Suivant une variante du mode de mise en oeuvre ci-dessus, on remonte progressivement ledit tuyau souple au fur et à mesure du remplissage. Dans la variante de mise en oeuvre précédente, lorsque la mousse déborde en haut, on déplace latéralement le tuyau souple de façon à remplir l'ìntervalle restant. Suivant une autre variante de mise en oeuvre, pour remplir l'intervalle entre les murs, on introduit la mousse à travers des trous ménagés dans les murs eux-memes. L'invention vise aussi les panneaux, blocs ou autres éléments de construction et remplissage en mousse formophénolique caractérisés par le fait que la mousse formophénolique présente une densité comprise entre 10 et 40 kg/m3, de préférence entre 20 et 30 kg/m3, et une très faible conductibilité thermique comprise entre 0,030 et 0,035 W/m OC (le coefficient- I représente la déper- dition de chaleur à travers le matériau exprimée en watts par mètre et OC), Comme matière première résol, on utilise les produits préparés par condensation phénol-formol (formaldéhyde) dans un rapport molaire formol/phénol compris entre 1,2 et 2 en présence d'un catalyseur base alcaline ou alcalino-terreuse, ensuite neutralisation, par un acide minéral ou organique, du produit obtenu et déshf dratation jusqu'à un taux d'extrait sec de 70-90 %. Comme catalyseur-durcisseur, on utilise les acides minéraux ou organiques, les catalyseurs arylsulfoniques tels que l'acide phénolsulfonique (APS) et ses dérivés. Les porophores ou agents gonflants peuvent etre choisis parmi les dérivés à bas point d'ébullition, chlorés et chlorofluorés des hydrocarbures. Ci-après on donne des exemples à titre illustratif et non limitatif de l'invention. Les exemples I et 2 sont des exemples témoins. Dans tous les exemples les parties (p) et % s'entendent en poids sauf indications contraires. Comme résine on a utilisé les produits vendus par la demanderesse sous les marques déposées "ERVAPHENE M5". Les catalyseurs durcisseurs sont 1'APS et 1'APS dopé. Les agents gonflants utilisés sont les produits vendus par la demanderesse sous la marque "FLUGENE Fil" et l'agent tensio-actif est le produit huile de silicone vendu par la demanderesse sous la marque "ADDITHANE SI 3193" ou bien les alcoylphénols oxyéthylénés comme le produit vendu par la demanderesse sous la marque "CEMULSoe MPT 25". EXEMPLE 1 : Dans cet exemple, il s'agit de la coulée habituelle. I1 vise à montrer la pression provoquée par la condensation de la résine. Dans un moule constitué par un cadre formant cale d'épaisseur et des parois formées par une feuille de carton collée sur la cale à l'aide de scotch, on coule le produit obtenu de la manière suivante - 100 parties de "ERVAPHENE MS" - 20 parties d'APS à 10 % de résorcinol - 15 parties de "FLUGENE F 11" contenant 10 % d'Addithane SI 3193 On constate que la mousse en se formant fait éclater le moule. EXEMPLE 2 : Comme à l'exemple 1, on charge dans les réservoirs de l'appareil de mise en oeuvre, la résine ERVAPHENE MS, 1'APS dopé et l'agent d'expansion FLUGENE F11 contenant 10% de tensio-actif Addithane S1 3193. On chauffe à 40"C les réservoirs de la résine et du durcisseur ainsi que les conduits d'amenée. On envoie ensuite, à l'aide des pompes, les composants chauds et l'agent d'expansion froid, dans le pistolet mélangeur de l'appareil, dans les proportions suivants: - 100 parties d'ERVAPHENE M5 - 8 parties d'APS à 10 % de résorcinol - 30 parties de FLUGENE Fil contenant 10 % d'Addithane S1 3193, et on coule le produit obtenu (sorte de crème fouettée) dans le moule décrit à l'exemple 1. On ne constate pas de rupture du moule. EXEMPLE 3 : I1 s'agit du remplissage de l'intervalle entre deux murs ou cloisons. Comme pour les exemples précédents, on charge -dans les réser voirs de l'appareil de mise en oeuvre, la résine "ERVAPHENE MS", le durcisseur "APS dopé" et l'agent d'expansion "FLUGENE Fll" contenant 10 % de tensio-actif "Addithane S1 3193". Comme à l'exemple 2, on chauffe à 40"C les réservoirs de la résine et du durcisseur ainsi que les conduits d'amenée et on envoie ensuite, à l'aide des pompes, les composants chauds et l'agent d'expansion froid, dans le pistolet mélangeur de l'appareil dans les mêmes proportions - 100 parties de "ERVAPHENE M5" - 8 parties d'APS dopé à 10 % de résorcinol - 30 parties de "FLUGENE F11" contenant 10 % d' "Addithane SI 3193". On pousse la mousse formée par vaporisation du "FLUGENE F11", sous faible pression d'air comprimé, à travers un tuyau souple de 2m de long et de 20 n de diamètre, que l'on introduit dans l'isolement pour remplir ce dernier. On envoie la mousse au bas du mur jusqu'à ce qu'elle remplisse complètement le vide en remontant sous la faible pression de remplissage. La mousse ainsi obtenue durcit en 10 minutes. Sa densité est de 25 kg/m3. Elle est non inflammable et ne dégage pas de gaz toxiques lors de la pyrolyse. Son coefficient de conductibilité thermique > est de 0,034 W/m-C. EXEMPLE 4 On procède selon l'exemple 1 mais en utilisant 25 parties de "FLUGENE F11" contenant 10 % de "Addithane S1 3193". On envoie la mousse formée sortant du tuyau de remplissage dans l'isolement du double mur par un trou percé en bas. Le remplissage est arrêté lorsque la mousse déborde en haut. La densité de la mousse ainsi obtenue est de 30 kg/m3. Son coefficient de conductibilité thermique X est de 0,030 W/m C. EXEMPLE 5 On opère comme dans 1 'exemple 4 mais en utilisant comme résol 1' "ERVAPHENE M5" contenant 5 % de "CEMULSOL MPT 25" (agent émulsifiant). Les proportions dans ce cas sont - 100 parties de "ERVAPHENE M5" contenant 5 % de "CEMULSOL MPT 25" - 8 parties d' "APS dopé" à 10 % de résorcinol - 25 parties de "FLUGENE F11" pur. p, Onl'utilise comme dans les exemples. La norme obtenue présente une densité de 27 kg/m3 et un coefficient > de 0,031 W/mOC. Comme on le voit en comparant les exemples 1 et 2, le procédé suivant l'invention permet la coulée sans pression et en particulier convient pour les applications de remplissage lorsque l'on doit éviter une pression quelconque sur les parois. REVENDICATIONS 1) Procédé de mise en oeuvre de mousses formophénoliques par coulée d'une mousse pré-expansée, caractérisé par l'introduction au mélangeur d'un résol et catalyseur réchauffés. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on amène séparément à l'appareil de mélangeage les trois composants résol, durcisseur-catalyseur et agent d'expansion, le résol et le durcisseur-catalyseur étant amenés réchauffés à une température comprise entre 35 et 500C tandis que agent d'expansion choisi dans le groupe comprenant les dérivés à bas point d'ébullition chlorés et/ou fluorés d'hydrocarbures est amené froid. 3) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, caractérisé en ce que la composition pré-expansée comporte en poids pour 100 parties de résol à 80 % d'extrait sec, 5-15 p de durcisseur-catalyseur, 20 à 40 p d'agent d'expansion, 1 à 5 p d'agent tensio-actif. 4) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le catalyseur-durcisseur est un acide activé choisi dans le groupe comprenant les acides arylsulfoniques dopés ou leurs dérivés. 5) Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le catalyseur-durcisseur est l'acide phénosulfonique dopé par une petite quantité de diphénol, choisi dans le groupe comprenant le résorcinol et la pyrocatéchine. 6) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le catalyseur-durcisseur est l'acide phénolsulfonique aqueux à 70-90 % en poids d'extrait sec renfermant 5 à 20 p en poids de résorcinol pour 100 p d'acide phénolsulfonique aqueux. 7) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le catalyseur-durcisseur renferme de l'acide phosphorique. 8) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'agent émulsifiant est dissous dans l'agent d'expansion. 9) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ee que l'agent émulsifiant est dissous dans le résol. 10) busses formophénoliques préparées par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 et enfermées comme isolement entre des murs, caractérisées en ce qu'elles présentent une densité comprise entre 20 et 30 kg/m3 et une conductibilité thermique # comprise entre 0,030 et 0,035 W/m C.