Brevet FR2481708A1 — publié le 19811106

La présente invention concerne des perfection- nements dans le domaine des mousses isolantes et plus particulièrement elle concerne une mousse urée-formaldéhyde améliorée. Les mousses uréeformaldéhyde sont bien admises pour le garnissage d'isolement, après la construction, des murs creux des bâtiments, et leur technologie se trouve décrite dans l'art publié. Cependant, les mousses urée- formaldéhyde connues sont mécaniquement faibles, ont une forte absorption d'eau (qui excède dans certains cas 100 % en volume/volume) et transmettent facilement la vapeur d'eau. La Demanderesse a étudié ces moussesen tenant compte du fait que le prix de revient de leurs matières de départ est nettement inférieur à celui des mousses phénol- formaldéhyde et du fait que l'urée-formaldéhyde offre une résistance au feu-que les mousses de polystyrène ne sont pas supposées présenter, dans le but d'en améliorer les propriétés physiques afin de permettre de fabriquer à partir de l'urée-formaldéhyde des panneaux rigides pour l'isolement des bâtiments. La présente invention propose un procédé pour produire une mousse de résine urée-formaldéhyde, selon lequel on fait mousser une résine de prépolymère d'urée- formaldéhyde ayant une viscosité comprise entre 4000 et 10 OOO centipoises,en présence d'un tensioactif anionique présent en une proportion de 0,4 à 1,5 partie pour 100 -parties de la résine et, si le tensioactif ne contient pas de groupes acides et est incapable de jouer le rôle de durcisseur de la résine de prépolymère, en opérant en présence d'une proportion de 0,2 à 1,5 partie (pour 100 parties de résine) d'un durcisseur acide. L'invention propose également une mousse de résine urée-formaldehyde produite comme défini ci-dessus. Il a été trouvé que l'invention permet d'obtenir une mousse relativement solide, à masse volumique relati- Z48 1708 vement élevée, et présentant une faible absorption de l'eau en comparaison des mousses urée-formaldéhyde telles qu'on les utilise pour l'isolement des parois creuses. Les résines de prépolymère urée-formaldéhyde sont disponibles à l'échelle commerciale à partir d'un certain nombre de sources pour servir de matières premières pour l'obtention de mousses pour l'isolement des murs creux. De telles résines de prépolymère ont des viscosités voisines de 850 centipoises, la viscosité variant selon la teneur en eau qui est de l'ordre de 40 à %. La Demanderesse pense que la qualité de la mousse est améliorée lorsqu'on en diminue la teneur en eau, pourvu que la viscosité du prépolymère ne s'élève pas au point de rendre la résine intraitable. La Demanderesse pense qu'un maximum souhaitable, pour la teneur en eau, pour obtenir les avantages de l'invention est de 30 %, et elle préfère que la teneur en eau soit inférieure à 27 %. On peut diminuer la teneur en eau de la résine de prépolymère et en augmenter la viscosité en chassant par distillation sous pression réduite l'eau à des températures modérément élevées, de façon à minimiser ou à éviter une polymérisa- tion inopportune. On connaît l'utilisation des tensioactifs pour faire mousser des résines d'urée-formaldéhyde, mais la Demanderesse pense qu'il est très important d'utiliser un tensioactif anionique pour pouvoir maîtriser de façon adéquate la formation des alvéoles ou cellules et pour minimiser la liaison entre les cellules par des canaux assez gros pour permettre une absorption de l'eau. La question de savoir si une mousse est ou n'est pas à "cellules fermées", ce qui est une expression classique utilisée dans le domaine du moussage des matières plas- tiques, est complexe et la Demanderesse a trouvé que la plupart des mousses déclarées du type "à cellules fermées", présentent des passages ou des pores reliant les cellules. 248 1708 Donc, la Demanderesse pense qu'un test pratique d'absorp- tion de l'eau est bien plus pertinent qu'un examen quel- conque des cellules de la mousse pour déterminer sa teneur en cellules fermées. La présente invention permet de produire une mousse dont- le pouvoir d'absorption de l'eau est égal ou inférieur à 10 % (en volume/volume). Un certain nombre de tensio-actifs anioniques convenables sont disponibles à l'échelle commerciale et l'on peut notamment citer "LANKROPOL WN", un ester d'acide gras sulfaté, "EMPIMIN 3054", un agent de moussage qui est un mélange contenant un sulfate d'éthoxylate d'alkyle, et "NANSA 1042/P", qui est un acide dodécylbenzène-sulfonique. La mousse de résine doit être durcie à l'aide d'un durcisseur acide. On connaît l'utilisation de l'acide phosphorique comme durcisseur acide et, bien qu'on puisse l'utiliser efficacement dans la présente invention, il convient de se rappeler qu'il est habituellement disponible sous forme d'une solution aqueuse et que de l'eau est donc alors ajoutée à la résine. Des considérations sem- blables s'appliquent à des acides minéraux comme l'acide chlorhydrique, et l'on doit en outre alors se rappeler que les acides minéraux soulèvent des problèmes de corrosion et sont également des acides forts, de sorte qu'on n'en utilise que de très faibles quantités qui doivent être mélangées de façon adéquate à la masse de la résine, ou bien on utilise des solutions diluées en introduisant ainsi de l'eau. On préfère donc utiliser des acides orga- niques qui sont en général des acides faibles. Les acides organiques particulièrement préférés comprennent l'acide p-toluènesulfonique et l'acide dodécylbenzène-sulfonique. On remarquera que ce dernier est également un tensioactif anionique, de sorte que ce composé unique peut jouer à la fois dans la présente invention le rôle d'un durcisseur et celui d'un tensio-actif. On effectue de façon connue le moussage de la résine en lui incorporant un agent de gonflement ou de moussage. On préfère utiliser du pentane comme agent de gonflement. On réalise de façon convenable la maturation de durcissement de la mousse de résine en chauffant la masse de mousse de résine à une température modérément élevée, par exemple à 50 -60 pendant plusieurs heures. La mousse durcie peut être sous forme d'objets préformés, de feuilles ou d'une masse qui est découpée en des feuilles de dimensions voulues. La mousse durcie, particulièrement sous forme de feuilles ou de panneaux, peut être stratifiée par contrecollage sur au moins une face principale d'une ou plusieurs feuilles de papier kraft, ou feuilles de "papier" de fibres de verre ou une autre nappe d'une étoffe tissée ou non tissée. ; La présente invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide des exemples illustratifs, mais non limitatifs, ci-après. EXEMPLE 1 On soumet une rés.ine de prépolymère urée- formaldehyde "Aerolite" (marque commerciale de Ciba Geigy), d'une viscosité de 850 centipoises, à une concentration sous vide à 40 C jusqu'à atteindre une viscosité de 4000 à 000 centipoises (à 25 C). On mélange mécaniquement parties en poids de la résine résultante avec 6 parties en poids depentane et 0,7 partie de "NANSA 1042/P" (acide dodécylbenzène-sulfonique en solution à 90 % dans de l'eau), et on laisse le mélange mousser et durcir par chauffage à 50 C dans une étuve durant 2 heures. La mousse durcie résultante présente une masse volumique de 37 kg par m3 et sa résistance à la compres- sion est de 18,6 x 10 N/m2. Elle présente un pouvoir d'absorption de l'eau de 7,7 % en volume/volume. EXEMPLE 2 On mélange mécaniquement 100 parties en poids de la résine concentrée utilisée dans l'exemple 1 avec 6,5 parties de pentane, 1 partie du tensioactif "ENPIMIN 3054" et 0,4 partie d'acide p-toluène-sulfonique. Un traitement identique donne une mousse durcie dont la masse volumique est de 33 kg par m3 et dont la résis- - 4 3 tance à la compression est de 14,9 x 10 N/m. On mesure un pouvoir d'absorption de l'eau de 7,2 % en volume/ volume. On a mesuré la conductivité thermique de ces mousses que l'on a comparée à celle des mousses phé- noliques ou de polystyrène. La conductivité thermique moyenne des mousses selon la présente invention est de 0,026 Wm-loC 1. La caractéristique correspondante pour d'autres mousses est d'environ 0,030 W.m lC 1. On peut donc voir que les mousses selon la présente invention sont de meilleures matières isolantes que les mousses connues. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit. 248 1 708 REVENDICATIONS 1. Procédé pour produire une mousse de résine urée-formaldéhyde, selon lequel on fait mousser une résine de prépolymère urée-formaldéhyde, procédé caractérisé en ce qu'on fait mousser une résine dont la viscosité se situe entre 4000 et 10000 centipoises et en ce qu'on réalise le moussage en présence d'une propor- tion de 0,4 à 1,5 parties d'un tensioactif anionique pour 100 parties de la résine et, si le tensioactif ne contient pas de groupes acides et est incapable de jouer le rôle d'un durcisseur de la résine de prépolymère, on opère en présence d'une proportion de 0,2 à 1,5 parties d'un durcisseur acide pour 100 parties de la résine. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le tensioactif est un ester d'acide gras sulfaté. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tensioactif est un sulfate d'éthoxylate d'alkyle. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tensioactif est de l'acide dodécylbenzène- sulfonique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, selon lequel on utilise un durcisseur acide et caractérisé en ce que l'acide est un acide organique. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'acide organique est l'acide p-toluène-sulfoni- que. - 7. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue le moussage en utilisant du pentane comme agent de gonfle- ment ou de moussage. 8. Mousse de résine d'urée-formaldéhyde durcie, caractérisée en ce que la résine est produite par un procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes. 9. Mousse de résine urée-formaldéhyde durcie selon la revendication 8, caractérisée en ce que la résine est sous forme d'une feuille ou d'un panneau. 10. Feuille ou panneau selon la revendication 9,-caractérisé en ce que le panneau est stratifié sur au moins une face principale par contre-collage de papier kraft, d'une feuille de "papier" de fibres de verre ou une autre nappe ou étoffe tissée ou non tissée.