Brevet FR2384818A1 — publié le 19781020

Les compositions de latex en mousse trouvent une utilité dans divers domaines comprenant les coussins de sièges En particulier, ces compositions sont utilisées dans la fabrication de coussins de sièges pour des automobiles et véhicules de transport de masses. D'autres polymères trouvant une utilité dans ces applications comprennent le polychloroprène, connu par le terme générique néoprène. Une caractéristique désavantageuse des mousses de néoprène, commune aux élastomères en général, est qu'ils sont inflammables et qu'ils produisent des quantités importantes de fumée. Diverses méthodes ont été tentées pour produire des mousses de néoprène ininflammables ou ignifuges, par exemple par l'addition de charges cpmprenant une reMnb uraFformaldéhyde, du phosphate de diammonium et du sulfate dtammonium. D'autres procédés pour rendre le néoprène ignifuge ou ininflammable, consistent à le mélanger avec des produits de condensation mélamine-aldéhyde et des composés qui libèrent P205 dans les conditions de la combustion. Les compositions couramment connues retardant les flammes, qui aide à améliorer l'ininflammabilité des mousses élastomères comprennent des compositions d'hydrate d'alumine généralement utilisées avec du trioxyde d'antimoine. Ces additifs sont également utilisés pour rendre le polyéthylène ignifuge ou ininflammable. Des compositions d'hydrate d'alumine modifié ont également été utilisées pour produire des compositions retardant les flammes. La modification de l'hydrate d'alumine est obtenue en traitant l'hydrate d'alumine avec une faible quantité d'dn mélange d'amines d'acides gras éthoxylés avec un amino-alcool. Alumine modifiée en surface est utilisée comme charge des compositions de latex en mousse. On a maintenant trouvé qu'une composition de néoprène à faible émission de fumée et retardant les flammes pouvant être préparée en utilisant du trihydrate d'alumine comme seule charge retardant les flammes, et sans nécessité d'ajouter des additifs supplémentaires. Pour obtenir les caractéristiques souhaitées de faible émission de fumée et le retard des flammes, on utilise au moins environ 60 parties en poids de trihydrate d'alumine, de préférence entre 60 et 100 parties, pour 100 parties de caoutchouc. A ces niveaux, on obtient des degrés appropriés d'ignifugation et de faible production de fumée, ainsi que des propriéti physiques appropriées pour des applications à des coussins de sièges. La présente invention concerne une composition de mousse de néoprène qui est ignifuge et qui est un faible générateur de fumée dans les conditions de la combustion. En particulier, la présente invention concerne des mousses de néoprène du type sans gel, qui non seulement sont rendues ignifuges, mais produisent également considérablement moins de fumée que les mousses commercialisées par l'utilisation de trihydrate d'alumine (ATH). Les mousses de latex sans gel sont produites en fouettant ou en écumant un latex de caoutchouc puis en déshydratant et en durcissant la mousse de caoutchouc ainsi produite, Les méthodes de préparation de mousse de latex sans gel sont bien connues. Une composition typique de néoprène du type sans gel est illustrée au tableau I Toutes les parties et les proportions indiquées sont pondérales. Tableau I Composant Néoprène 357 (1) 100 Aérosol 18 2) 2,50 CalgOn(3) 0,5 Minex 3(4) 50 Solem SB-632(5) 25 Sb203 5 KOH 0,25 Aquarex WAQ(6) 1,14 Naugawhite (7) 1,00 ZnO 7,5 Modicol Vu(8) 0,11 Thiocarbanilide 2 Catéchol 1 (1) homopolymère de polychloroprène de forte résistance fait dans un système colloïdal anionique en utilisant, comme agent émulsifiant, des sels de potassium diacides de résines disproportionnées et d'acide gras et des sels polymérisés d'acide alkyl -naphtalène-su7fonique ; 61% de solides en poids, pH à 250C de 12,5, densité à 250C de 1,14 et viscosité Brookfield de 65 cps (broche nO 1) (2) sulfosuccinate de N-octadécyl-disodium-American Cyanamid Corp. (3) hexamétaphosphate de sodium-Calgon Corp. (4) néphéline syénite broyée à sec- American Syenite Corp. (5) trihydrate d'alumine - Solem Industries (6) sel de sodium de monoester de sulfate d'un mélange de divers alcools gras, principalement de l'alcool laurylique Du Pont. (7) phénol alcoyle - Uniroyal Chemical (8) polyacrylate de sodium--Nopco Chemical (9) N,N'-diphénylthiourée Exemple I Une formule de mousse de néoprène sans gel fut préparée, contenant du Minez, du Solem SB-632 et Sb203 aux quantités indiquées au tableau I. Les indices de flamme et de fumée de cette formulation témoin furent déterminés à diverses densités. Les essais de fumée et de panneau rayonnant sont décrits ci-après. Essai de fumée : l'essai de fumée fut effectué selon le processus étudié par le Bureau National des normes (EUA) pour le fonctionnement de la Chambre de densité de fumée NBS, en suivant la norme NFPA-2580 On utilisa des essais avec et sans flamme. La mesure est faite sur l'atténuation d'un faisceau de lumière par la fumée s'accumulant dans une enceinte fermée, du fait de l'exposition du matériau d'essai avec ou sans flamme. Les résultats sont exprimés en terme de densité optique spécifique (Ds), qui est dérivée d'un facteur géomé triquesset de densité optique mesurée (absorbance), la seule mesure très caractéristique de la "concentration de fumée". Plus particulièrement, on utilise Ds à 4 minutes, car ce paramètre est spécifié dans le "Department of Transportation Guidelines for Mass Transit Vehicles" (DOT Memorandum TSC-76 LFS-6, 6 Juilit1976 "Guidelines for Flammability and Smoke Emission Specifications."). L'échelle photométrique utilisée pour mesurer la fumée par cette méthode d'essai est semblable à l'échelle de densité optique pour la vision humaine. Panneau rayonnant. Un examen au panneau rayonnant fut accompli selon le processus de la norme américaine ASTM E-162- 67, à l'exception que l'on utilisa un écran en maille en fil métallique (comme dans la section4.9.2 de la norme ASTM E-162- 67), et le dos et les côtés de l'échantillon furent enveloppés d'une feuille d'aluminium, pour se conformer aux lignes générales du DOT (voir référence qui précède). La méthode d'essai emploie une source rayonnante de chaleur devant laquelle un échantillon incliné du matériau est placé. L'orientation de?l'échantillon est telle que l'inflammation soit forcée près de son bord supérieur et que le front de la flamme progresse vers le bas. Un indice d'élargissement de la flamme (Is) est calculé, qui est le produit de deux facteurs;'un dérivé de la vitesse de progression du front de la flamme, l'autre concernant le taux de libération de chaleur par le matériau essayé. Une valeur de Is inférieure à 10 est généralement considérée comme étant excellente. Les résultats de ces essais sont indiqués au tableau Il. Tableau Il Indices de flamme et de fumée de la formulation témoin à diverses densités Densité de la mousse, kg/m3 118,5 160-176 Panneau rayonnant, Is 1,3 1,7 Ds4' (F) 270 340 (NF) 220 250 Exemple II Cet exemple démontre l'effet de taux: supérieurs de ATH. Une formule identique à la formule témoin fut préparée à l'exception que le Minex fut remplacé par du ATH supplémentaire. Les résultats sont indiqués au tableau III. Tableau III Effets du remplacement du Minex par du ATH Témoin A Minex/ATH/Sb203, 50/25/5 0/75/5 Densité de la mousse, kg/m3 118,5 160-176 146 Panneau rayonnant, Is 1,3 1,7 0 Ds4' (F) 270 340 240 (NF) 220 250 190 La formule A représente une amélioration sensible par rapport au témoin aussi bien du point de vue ininflammabilité que du point de vue faible production de fumée. Exemple III Des formulations furent préparées où à la fois le Minex et Sb203 furent remplacés par du ATH supplémentaire. Les résultats sont indiqués ci-dessous au tableau IV. Tableau IV Effets de l'élimination des'oxyde d'antimoine et du Minex Témoin A- B C Minex/ATH/Sb203 50/25/5 0/75/5 50/25/0 0/75/0 Densité de la mousse kg/cm3160-176 146 174,6 157 Panneau rayonnant, Is 1,7 0 4,4 2,3 Ds4' (F) 340 240 340 220 (NF) 250 190 250 140 Ces données montrent que l'oxyde d'antimoine coûteux n'est pas nécessaire dans ces formules pour obtenir une excellente résistance aux flammes (Is(lO). De plus, une certaine amélioration de la performance de l'émission de fumée est indiquée par son élimination de-la formule à forte teneur en ATH. Exemple IV Des échantillons furent préparés montrant les avantages d'autres augmentations de la teneur en ATH sur la production de fumée et le retard des flammes. Les résultats sont indiqués au tableau V. Tableau V effet de I'augmentation du taux de ATH C D Minex/ATH/Sb203 0/75/0 0/100/o Densité-de la mousse, kg/ m3 157 176 Panneau rayonnant, Is 2,3 2,5 Ds4' (F) 220 150 (NF) 140 110 Ces données démontrent que l'on obtient à la fois une excellente résistance aux flammes ou iggifugation et que la performance de l'émission de fumée est encore améliorée, même à une forte densité de la mousse, en augmentant le taux de ATH. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple, En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, Si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D-I C A T I O N S 1. Composition de latex pouvant entre utilisée pour la préparation de mousses de polychloroprène, caractérisée par un latex de polychloroprène et un additif se composant essentiellement de trihydrate d'alumine, ledit trihydrate d'alumine étant incorporé dans ledit latex à au moins 60 parties en poids pour 100 parties en poids dudit polychloroprène. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le trihydrate d'alumine précité est incorporé dans ladite composition à environ 60 à 100 parties pour cent. 3. Caoutchouc mousse de polychloroprène à faible émission de fumée et retardant les flammes, caractérisé en ce qu'il contient, pour 100 parties en poids dudit caoutchouc mousse, environ 60 à 100 parties en poids de trihydrate d'alumine.