Brevet FR2391334A1 — publié le 19781215

présente invention a pour objet la fabrication des matériaux cellulaires ou éléments de construction légers, ininflammables. L'industrie du bâtiment utilise dans une large mesure des panneaux, plaques, blocs sous forme de matériaux cellulaires fabriqués à partir de matières plastiques ou résines telles que polystyrène, polyuréthanne. Les matériaux cellulaires ci-dessus indiqués peuvent etre associés à des agrégats en général minéraux, expansés ou non, de façon à obtenir des matériaux composites présentant de meilleures propriétés mécaniques que les matériaux cellulaires simples. Mais les produits cellulaires meme composites à base de matières plastiques citées présentent un inconvénient très grave à savoir leur mauvaise tenue à la température et au feu. En effet, ces m matières sont emineibnt combustibles et de plus elles dégagent en se consumant des fumées extremement nocives. Les résines phénoliques sont bien connues pour présenter une ininflammabilité très supérieure à celle des polyuréthannes, mais, par contre, elles présentent des propriétés mécaniques insuffisantes. On connais déjà un béton léger à base de résines phénoliques ne présentant pas les défauts énumérés ci-dessus. Par exemple on a déjà proposé un matériau porteur et/ou isolant et/ou pare-feu, caractérisé en ce qutil comporte, en volume, de 10 à 80 % dfagrégats minéraux expansés de diamètre compris entre 2 et 30 mm, et de 20 à 90 % de mousse phénolique comportant de 30 à 80 % en poids d'une variété hydratée ou non du sulfate de calcium. Ce matériau porteur à la fois isolant et pare-feu, comporte par exemple comme agrégat de l'argile expansée et présente une résistance en compression comprise entre 10 et 60 kg/cm2. Dans un autre mode de mise en oeuvre, le matériau à la fois isolant et pare-feu comporte comme agrégat des nodules de verre expansé et présente une résistance en compression comprise entre 4 et 12 kg/cm2. Le matériau décrit peut comporter, en plus, des charges pulvérulentes et/ou fibreuses, la résistance en compression étant alors bien supérieure, surtout dans le cas des charges fibreuses, à celle du matériau sans fibre et étant fonction de la quantité de fibres. Toutefois, ces matériaux, stils présentent une amélioration par rapport à la technique antérieure, ne peuvent convenir dans tous les cas L'invention fait intervenir 11 emploi de matériaux appelés couramment et indifféremment "étoffe non-tissée", 'tissu non-tissé", ou "nontissé". Ci-dessous, on donne une "définition" et des modes de fabrication de ces matériaux. Par non-tissé, on entend une nappe obtenue par les procédés connus de fabrication par voie sèche, humide ou par extrusior de masses fondues. La nappe obtenue par voie sèche ou humide est constituée de fibres coupées en fibres naturelles, artificielles ou synthétiques utilisées seules ou en mélange. La nappe obtenue par voie fondue est constituée de filaments continus. La fabrication de cette nappe consiste schématiquement à extruder, à travers une filière percée de trous, un polymère organique fondu, voire même dissous, à orienter les filaments extrudés par étirage du faisceau au moyen d'un ou plusieurs jets de fluide (air comprimé) et enfin,- à recevoir le faisceau de manière déterminée sur un tapis mobile, la vitesse et la direction d'avancée de ce tapis étant réglée de façon à former une nappe non tissée sensiblement régulière et d'épaisseur voulue.En pratique, à ce stade du procédé de fabrication, on effectue éventuellement un calibrage ou un calandrage, de préférence à chaud, de sorte que les filaments élémentaires soient liés les uns aux autres du moins en surface, ce qui augmente notablement la cohésion de ces nappes. En général, un calibrage léger suffit. Après fabrication, la nappe peut être aiguilletée pour enchevêtrer les fils continus et améliorer- la cohésion et la solidité de la nappe. L'invention a pour objet la fabrication de matériaux ou éléments de construction légers ininflammables, caractérisés par le fait qu'ils sont moulés en mousse de résine phénolique et qutils comportent un coeur en mousse dont la couche périphérique est armée par au moins un nontissé en fibres artificielles ou synthétiques et une peau de surface en résine phénolique parfaitement lisse. Suivant une autre caractéristique, ltélément est moulé à partir de compositions à base de résol donnant une mousse phénolique présentant une masse volumique comprise entre 30 et 40 g/l, un coefficient de conductibilité thermique b compris entre 0,032 et 0,035 watt/mètre/ C, une résistance mécanique en compression comprise entre 1 et 1,3 bars, ledit nontissé présentant un grammage compris entre 50 et 500 g/m2. Eventuellement, l'élément moulé comporte des prisonniers et armatures de renforcement. Suivant une autre variante, la composition pour mousse comporte des charges renforçantes habituelles. L'invention vise aussi un procédé de fabrication d'éléments de construction présentant en combinaison, des étoffes non tissées en fibres artificielles ou synthetiques et des mousses de résine phénolique, ledit procédé étant caractérisé par l'injection dans un moule sur les 4 faces duquel sont appliqués des pièces ou morceaux d'étoffe non-tissée, de forme et coupe convenables fixés sur lesdites faces lors de l'assemblage des éléments du moule, ledit moule étant éventuellement garni d'armatures et de charges de renforcement diverses. Le procédé est en outre caractérisé par le fait que l'on utilise pour la coulée ou l'injection une composition pour mousse phénolique à partir de résol donnant une mousse de densité volumique inférieure à 40 g/l, en particulier on peut utiliser une composition comportant en poids pour 100 parties de résol 8-10 parties d'agent d'expansion et 15-20 parties d'un catalyseur rapide. Suivant un autre mode de mise en oeuvre, on utilise comme nontissé, des produits à base de fibres synthétiques ou artificielles d'un grammage compris entre 50 et 500 g/m2. Lesdites étoffes peuvent être des nontissés ordinaires calandrés, munies d'un parevapeur ou toutes autres variantes de qualité bien connue dans la technique des non tissés. Les fibres peuvent être des fibres de polyesters tels que polytéréphtalate d'éthylèneglycol ou des fibres difficilement inflammables, voire incombustibles comme les fibres de polychlorure de vinyle et dérivés analogues et des mélanges desdites fibres, par exemple des fibres des types "CLEVYL T" et "THERMOVYT." fabriquées par Rhne-Poulenc Textile. Comme résines pour mousses, on utilise des résols. Comme matières premières pour la mise en oeuvre, on utilise un résol, produit préparé par condensation phénol-formol (formaldéhyde) dans un rapport molaire formol/phénol de 1 à 3 de préférence 1,2 à 1,8 avec un catalyseur base alcaline ou alcalino-terreuse et deshydratation jusqu'à un taux d'extrait sec de 60-90 %, mais on peut utiliser aussi des mélanges novolaque-résol, la novolaque étant un produit de condensation du formol et du phénol avec un rapport molaire inférieur 1 et étant combinée avec un résol, ou un mélange résol-novolaque aldéhyde, le rapport molaire formol/ phénol global restant compris entre 1 et 3.La résine phénolique pourra être modifiée par l'alcool polyvinylique ou ses esters, les polycaprolactones, les résines époxy, les caoutchoucs nitriles ou plus simplement, par l'huile de cachou ou un résidu de la distillation du bois. Pour la fabrication de la résine - on pourra prendre, en dehors du phénol, des phénols substitués comme les crésols, les xylénols ou des diphénols comme le résorcinol, l'hydroquinone et les bisphénols A et F, - comme aldéhyde; en dehors du formol aqueux ou polymérisé, on peut choisir dans le groupe comprenant lthexaméthylènetétramine, l'acétaldéhyde, le butyraldéhyde, l'aldéhyde furfurylique ou l'acétone et leurs mélanges. Le catalyseur-durcisseur acide pourra être choisi parmi lesacides forts classiques tels que acide chlorhydrique, sulfurique, phosphorique et acides sulfoniques aromatiques. On utilisera de préférence les acides aromatiques sulfoniques comme l'acide phénolsulfonique ou ses produits de condensation avec le formol et autres novolaques sulfonées, à raison de 5 à 30 % par rapport à la résine. Les porophores ou agents gonflants, ou agents d'expansion peuvent être choisis parmi les dérivés, à bas point d'ébullition, chlorés et chlorofluorés des hydrocarbures, les bicarbonates et carbonates et sulfures d'ammonium ou de métaux alcalins ou alcalinoterreux, les dérivés azotés libérant de l'azote par décomposition sous l'action de la chaleur. Lorsqu'on utilise des agrégats de renforcement, disposés dans le moule avant la coulée, on peut utiliser des agrégats minéraux dans le groupe comprenant des nodules et morceaux ou agrégats de matière expansée telle que verre, schistes, houillers, argile, avec un diamètre compris entre 3 et 30 mm. On utilisera par exemple les agrégats décrits au ttieau I ci-dessous et vendus sous les marques "ARGI 16" par la Société Tuilerie Briqueterie Française et "sXPANVER" vendu par la Société Boussois. TABLEAU -I AGREGAT, NOM ARGI 16 EXPANVER Nature : Argile expan: Verre expansé sé Densité apparente : 0,25 - 0,45 : 0,13 - 0,14 Résistance compression en kg/cm2 . 30 - 200 : 10 en Kcal/m/h0 C : 0,2 - 0,7 : 0,04 - 0,05 Perméabilité de l'eau - nulle Pour les étoffes non tissées, on peut utiliser, comme on l'a déjå dit, un nontissé d'un grammage de 50 à 100 g/m2.En particulier, les qualités vendues par la Société-Rhne-Poulenc Textile sous la marque "BIDIM". Ces qualités peuvent etre des nontissés ordinaires, des nontissés calandrés 1 ou 2 faces, nontissés comportant un pare-vapeur (polyéthylène, aluminium) et éventuellement traités pour faciliter la fixation des matières volatiles (eau et formol en particulier) se dégageant lors du durcissement de la mousse. Suivant le procédé de l'invention, on peut fabriquer toutes sortes d'éléments pour la construction tels que "hourdis, voutains, entrevous", panneaux, cloisons. Ci-après, on donne à titre illustratif.mais non limitatif, un mode de mise en oeuvre pour la fabrication de hourdis. Dans ce but, on utilise les produits vendus par la demanderesse sous les marques "ERVAPHENE M 10 TA" pour le résol, "FLUGENE 113" pour le porophore et "ERVADUR M04" pour le catalyseur. Dans cet exemple, on utilise la composition - Ervaphène M 10 TA 100 parties en poids - Flugène 113 8 à 10 parties en poids - Ervadur MO 4 15 à 20 parties en poids Sur le dessin annexe, on a représenté un hourdis tel que fabriqué. Sur ce dessin, la figure 1 est une vue de dessus dudit hourdis, la figure 2 est une coupe suivante II - II de la figure 1. Sur la figure 2, on a représenté en coupe le hourdis i et on remarque la forme de ce dernier, à savoir, les faces supérieure 2 et inférieure 3, les faces latérales 4,5, se raccordant à la face inférieure par un décrochement 6 (servant pour l'appui sur les poutres) et à la face supérieure par un pan coupé 7. Sur cette coupe, on remarque le coeur 8 en mousse phénolique, et la couche périphérique où le nontissé 9 figure par des croix ainsi que la peau lisse 10. Les faces des éléments ainsi obtenus sont paritement lisses, et pratiquement encore plus lisses que celles qui résultent de la coulée sans nontissé. Mais l'amélioration la plus intéressante des propriétés mécaniques est mise en évidence par le test dit de la brouette car un emploi particulièrement intéressant des hourdis réside dans la coulée de dalles de béton, opération consistant à ajuster des hourdis entre des poutres et à couler l'épaisseur de béton nécessaire dans le volume ainsi ménagé et équipé d'armature par ferraillage. Lors des opérations préparatoires, il est intéressant de pouvoir se déplacer en sécurité. Le test de la brouette consiste à charger une brouette et à rouler celle-ci sur la surface constituée par les hourdis reposant sur les poutres par le décrochement. Sur la face intérieure du hourdis, on peut très facilement fixer, si c'est nécessaire, un faux plafond. L'avantage des hourdis suivant l'invention réside dans leur légèreté et leurs bonnes propriétés mécaniques et dans la facilité de fabrication. R E V E N D I C A T I O N S. 1) Produt industriel nouveau consistant en des matériaux ou éléments de construction, légers, ininflammables, caractérisés par le fait qu'ils sont moulés en mousse de résine phénolique et qu'ils comportent un coeur en mousse dont la couche périphérique est armée par au moins un nontissé en fibres artificielles ou synthétiques et une peau de surface en résine phénolique parfaitement lisse. 2) Produit industriel nouveau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément est moulé à partir de compositions à base de résol donnant une mousse phénolique présentant une masse volumique comprise entre 30 et 40 g/l, un coefficient de conductibilité thermique > compris-entre 0,032 et 0,035 wa.tt/mètre/o C, une résistance mécanique en compression comprise entre 1 et 1,3 bars, le nontissé présentant un grammage compris entre 50 et 500 g/m2. 3) Produit industriel nouveau suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme de hourdis. 4) Produit industriel nouveau suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme d'entrevous. 5) Procédé de fabrication de produit industriel suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter ou couler dans un moule, sur les 4 faces duquel sont appliqués des pièces ou morceaux d'étoffe non tissée, de forme et coupe convenables fixés sur lesdites faces lors de l'assemblage des éléments du moule, ledit moule étant éventuellement garni d'armatures et de charges de renforcement diverses. 6) Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que l'on utilise pour la coulée ou l'injection une composition pour mousse phénolique à partir de résol, donnant une mousse de densité volumique inférieure à 40 g/l, en particulier comportant en poids pour 100 parties de résol 8 i 10 parties d'agent d'expansion et 15 à 20 parties d'un catalyseur rapide. 7) Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le catalyseur rapide est choisi dans le groupe comprenant l'acide phénolsulfonique, les produits de condensation de l'acide phénolsulfonique avec le formol, les novolaques sulfonées et des mélanges desdits composés.