Brevet FR2370075A1 — publié le 19780602

La présente invention concerne un nouveau matériau expansé stable à base de liant hydrocarboné et son procédé de préparation. Les matériaux expansés stables, du type mousse de styrène, mousse formophénolique ou mousse de polyuréthane, tiennent une place considérable dans le marché de l'isolation, particulièrement dans le secteur du bâtiment. L'invention concerne une nouvelle mousse de ce type présentant certaines propriétés spécifiques par rapport aux matériaux expansés connus. Le matériau expansé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un liant hydrocarboné et d'au moins 8 % en poids, par rapport audit liant1 de polyuréthane, ce polyurétane ayant été lui-mêmeobtenu par réaction à l'intérieur du liant hydrocarboné, d'un composé ayant les fonctions OH libres avec un polyisocyanate en présence d'un produit induisant le moussage. Les liants hydrocarbonés utilisables pour la réa lisation du matériau expansé stable sont d'origine pétrolière ou sont des dérivés de la houille Parmi les produits d'origine pétrolière on peut citer les produits provenant de distillation sous vide, les résidus de traitement de lubrifiants tels que, par exemple, les extraits phénol ou furfurol, les résidus de distillation sous vide ainsi que les bitumes de type routier et industriel. Les produits d'origine houillère sont les brans, les goudrons et les huiles de houille. Ces liants se définissent soit par une viscosité STV 10 > 25 C comprise entre O et 5000 s, soit sa un point de rarollissement (méthode bille-anneau) compris entre 10 et 2O0C. Bien évidemment ces liants peuvent contenir des additifs divers connus tels que polymères, par exemple des copo lsnnères éthylène-acétate de vinyle, ou des élastomères synthétiques tels que les copolymères styrdne-butadiène. Le polyuréthane contenu dans le matériau expansé selon l'invention résulte de la réaction d'un polyisocyanate sur un composé comportant une fonction hydroxyle. Ce composé fonction hydroxyle libre est un polyol et/ou de l'eau. Ainsi le polyuréthane peut-il résulter d'une des combinaisons suivantes : polyisocyanate - polyol- eau ou polyisocyanate-polyol ou polyisocyanate-eau. On utilisera pour la préparation du matériau selon l'invention une quantité de. polyisocyanate qui, exprimée en poids de (NCO) est comprise entre 2 % et 60 % par rapport au poids de l'ensemble polyisocyanate plus liant hydrocarboné. La teneur en polyol est telle que le poids de (OH) utilisable est compris entre O et 3 fois le poids de (NCO). La quantité d'eau utilisable est généralement comprise entre O et 3 fois le poids de (NCO) utilisé. L'eau peut avoir deux fonctions - d'une part elle participe à la formation du polyuréthane par réaction avec l'isocyanate, - d'autre part elle est un agent de moussage connu du liant hydrocarboné ; cette action de moussage de l'eau est renforcée du fait que la réaction de l'eau avec l'isocyanate donne naissance à du gaz carbonique gazeux. L'eau est donc un élément important dans la formation de mousse stable selon l'invention et elle est en général utilisée en excès par rapport aux quantités stoechiométriques nécessaires pour la réaction donnant naissance au polyuréthane expansé. Bien évidemment les quantités de "polyol" et d'eau doivent étire choisies de façon que la totalité des fonctions NCO du polyisocyanate aient réagi. Les polyisocyanates utilisables sont des di, tri ou tétraisocyanates organiques de nature aliphatique ou cyclique. Parmi ceux-ci on mentionnera par exemple le diphénylméthane diisocyanate, le toly lé ne diisocyanate etc... Les polyols utilisables peuvent être du type polyesters (polymères ou oligomères obtenus par la réaction d'un diacide ou d'un dérivé de diacide avec un polyol tel qu'un glycol) ou du type polyéthers (polymères résultant de la condensation d'au moins un oxyde d'alkylbne sur de l'eau ou un alcool ou une polyamine) ou du type polyalcool. Si, le plus souvent on utilise, comme produit de moussage, dé l'eau ("eau" agissant comme dans les procédés connus de fabrication de mousses instables de liants hydrocarbonés ou "eau" agissant comme réactif avec une fonction isocyanate pour donner naissance à un dégagement de gaz carbonique) il est également possible d'utiliser un fluorocarbure gazeux tel par exemple que CCl3F (fréon II). Lorsque l'on emploi un tel fluorocarbure il est possible de se passer plus ou moins complètement d'eau puisque le polyuréthane petit etre obtenu par réaction d'un polyisocyanate sur le seul polyol et que leditfréon agit comme produit de moussage. Dans ce cas particulier on utilisera de préférence un réactif constitué par une solution de fréon dans un polyol, cette solution contenant de 2 à 45 % en poids de fréon. Le matériau expansé selon l'invention est un produit stable. On sait que les expansés connus à base de liant hydrocarboné ont une stabilité très faible de l'ordre de quelques secondes ; le matériau selon la présente invention a, au contraire, une durée de vie très grande et par définition supérieure à une semaine. Le procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on met en contact les constituants du mélange dans des conditions permettant une homogénéisation convenable des divers ingrédients, 1' expansion du liant hydrocarboné et la synthèse du polyuréthane. Ainsi le procédé préféré est caractérisé en ce que l'on mélange intimement le liant hydrocarboné avec une pmportion d'environ au moins 5 % en poids d'un polyisocyanate, puis on ajoute audit mélange une quantité convenable d'un mélange d'eau et d'un polymère ou copolymère comportant des fonctions OH libres, à une température permettant simultanément le moussage du liant hydrocarboné et la formation de mousse de polyuréthane. Le procédé peut être mis en oeuvre en présence d'un catalyseur du type amine (utilisé à raison d'environ 0,5 à 2 % en poids par rapport au poids du polyol) ; on peut également faciliter le moussage du produit par injection d'un gaz tel que le trichlorofluorométhane ; on peut également comme connu dans les techniques de préparation des mousses de polyuréthane réaliser le procédé en présence d'un agent tension, actif non-ionique et d'une huile de silicone. La température utilisable est très variable en fonction du point de ramollissement du liant et doit être d'au moins 100C au dessus de ce point de ramôllissement, Le mélange des divers réactifs peut âtre effectué par tous procédés connus et notamment par l'utilisation d'un pistolet mélangeur alimenté à l'aide desdits réactifs et qui projette le mélange aux endroits où la mousse doit se former. Le-s matériaux selon l'invention sont spécialement utilisables dans le domaine de l'isolation phonique et/ou thermique ils présentent la propriété remarquable d'entre - lorsque le liant n'est pas encore durci - collants vis-à-vis de nombreux matériaux ce qui facilite leur mise en place dans de très nombreuses application. Les exemples non limitatifs ci-après illustrent l'invention Exemple I On a utilisé comme produit de départ un bitume routier du type 40/50 porté à 1200C auquel on ajoute 15 % en poids de diphénylméthane-diisocyanate (M.D.I.). On injecte dans ce mélange une solution aqueuse contenant -environ 50 % en poids d'un polyéther présentant des fonctions OH libres t la quantité injectée de cette solution est d'environ 6 % en poids par rapport au mélange bitume-diisocyanate. On obtient ainsi en quelques secondes un matériau expansé dont le taux d'expansion (défini comme étant le rapport du volume final du matériau à la somme des volumes des constituants) est d'environ 15. Ce taux d'expansion est stable pendant une durée Supérieure d un mois. Exemple 2 On a utilisé comme produit de départ un bitume routier de type 80/100 auquel on ajoute 25 % en poids de dîpbénylmétbane diisocyanate. ta température du bitte avant adjonction de l'isocyanate était de 900 C. On injecte dans ce mélange 12 % en poids d'un polyéther liquide contenant 30 % en poids de CCl3F (fréon). On obtient en quelques secondes une mousse stable. R E V E N D I C A T I O N S 1. Matériau expansé stable caractérisé en ce qu'il est constitué d'un liant hydrocarboné et d'au moins 8 % en poids par rapport audit liant, de polyuréthane, ce polyuréthane ayant été lui-meme obtenu par réaction d'un polyisocyanate sur un composé ayant des fonctions OH libres en presence d'un produit induisant le moussage. 2. Procédé pour la préparation d'un matériau expansé stable selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on mélange un liant hydrocarboné avec de 2 à 60 % en poids par rapport audit liant de fonctions isocyanates portées par un polyisocyanate et de G à 3 fois, par rapport au poids desdites fonctions isocyanates, de fonction OH d'un polyol et/ou d'eau avec un produit induisant le moussage choisi parmi l'eau et les fluorocarbures. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on ajoute a un liant hydrocarboné de 2 à 60 % en poids d'un polyisocyanate compté en (NCO) puisque l'on injecte dans ledit mélange une solution aqueuse d'un polyéther ou polyester polyol.