Brevet FR2499550A1 — publié le 19820813

L'invention concerne d'une manière générale des perfectionnements apportés au procédé de moussage ou d'expansion de liants minéraux, en particulier les résines minérales à base d'oxychlorures ou d'oxysulfates de magnésium, pour l'obtention de produits solides moussés, à cellules fermées et peau de surface. n convient cependant, avant d'aborder les dispositions principales du présent procédé, de rappeler les difficultés rencontrées à l'occasion de l'expansion des liants minéraux. On citera tout d'abord comme état de la technique le plus proche, l'élaboration du béton alvéolaire. Si l'on transpose ces méthodes connues au moussage de liants à base d'oxychlorures ou d'oxysulfates de magnésium, on ne parvient pas à obtenir un produit techniquement bon en raison de la formation de cellules irrégulières et ouvertes, avec boursouflement et craquelures ou retassures, car on ne maftrise pas la dispersion et la rétention des agents gonflants au sein du mélange lors de l'expansion, qu'ils soient minéraux ou organiques. Les techniques actuelles d'expansion de liants minéraux mettent en oeuvre des mélanges minéraux à haute température, des produite aminés se décomposant à température moyenne ou encore des liquides organiques à très faible point d'ébullition. On peut encore, selon un procédé moins avantageux, mousser le liant par agitation mécanique, insufflation de gaz, etc... Dans la présente invention, on peut appliquer l'un quelconque des procédés de moussage succinctement rappelés ci-dessus, permettant de conférer au liant minéral une structure poreuse pour autant que le durcissement à l'état poreux ou moussé n'intervienne que pendant ou après la phase d'expansion. On ressent donc vivement le besoin d'une composition et d'un procédé perfectionné applicable aux liants minéraux, de mise en oeuvre simple, dans lequel on maftrise la formation de la structure moussée. Un premier but de l'invention est donc une composition et son procédé de fabrication pour l'obtention de mousse minérale régulière, rigide, reproductible et n'exigeant pas de structure industrielle sophistiquée pour sa mise en oeuvre. Un autre but de l'invention est de produire une mousse minérale à bas prix de revient et totalement ininflammable et pouvant conférer ses propriétés d'inflammabilité aux agrégats qu'elle contient. 1.'invention répond à ces buts principaux et elle concerne à cet effet une composition minérale moussante, en particulier résine minérale à base d'oxychlorure ou d'oxysulfate de magnésium, se présentant sous forme d'une pâte minérale prête pour l'expansion, cette composition étant caractérisée par le fait qu'elle contient au moins un mélange d'oxyde de magnésium, d'eau, de chlorure ou de sulfate de magnésium, d'un agent formateur de mousse et de noir de carbone, On a découvert de manière surprenante que l'adjonction de noir de carbone dans la composition minérale à expanser conduisait, notamment pendant la phase de moussage, à la constitution d'une pellicule qui se forme par migration partielle du noir de carbone, laquelle se présente sous forme d'une peau qui tapisse, d'une part les parois des cellules, et d'autre part les faces du produit moussé. Grâce à cette formation de peau on piège le gaz d'expansion ce qui entraxe la formation de cellules régulières et fermées. Sulvant une disposition de ce procédé, il consiste à préparer une pâte minérale prête à l'expansion en faisant tout d'abord dissoudre le chlorure de magnésium ou sulfate dans l'eau, puis à mélanger cette solution avec un oxyde de magnésium ou un sulfate et le noir de carbone, on introduit dans la pâte des adjuvants tels que tensio-actif, surfactant,émulsionnant, puis on introduit en dernier lieu l'agent gonflant et on homogénéise le mélange jusqu'à l'état thixotropique, on coule ou on moule le mélange que l'on soumet à une réaction exothermique suffisante pour provoquer d'une part le moussage, d'autre part la prise du mélange moussé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront encore à la lecture détaillée des modes de réalisation du procédé décrits dans les exemples suivants. Exemple I Pour la fabrication de panneaux sandwiches, on a réalisé une première mousse de remplissage de faible densité dont les proportions des composants sont données ci-après en poids - chlorure de magnésium 106 - eau 86 - oxyde de magnésium 300 - noir de carbone 30 -émulsifiant 2.5 - agent gonflant (trichlorofluorométhane) 15 - surfactant 0.5 Ce mélange a été soumis à une réaction exothermique et l'on a obtenu un bloc moussé en oxychlorure ayant une densité de 0.3. Les cellules sont toutes fermées. Exemple 2 La composition a été réalisée de manière à obtenir un bloc de mousse de densité 0.53 mais à caractéristiques mécaniques très supérieures à l'exemple I. Les proportions des composants sont données en poids - chlorure de magnésium 110 - eau 70 - oxyde de magnésium 300 - noir de carbone 22.5 - émulsifiant 2.4 - surfactant 0.7 - agent gonflant (trichlorofluorométhane) 7.5 ll convient de souligner le fa ible coat des produits obtenus à laide des deux compositions ci-dessus, étant rappelé qu'il a été utilisé pour le premier et le second exemples, comme agent gonflant, le trichloromonofluoroéthane et dans la proportion de 3.3 % et de 1.7 % par rapport aux matières sèches.Cette tus faible consommation d'agent gonflant met l'accent sur l'importance de l'action du noir de carbone lors de la formation de la peau qui tapisse les cellules et les surfaces du bloc moussé, et qui se comporte comme un piège permettant de conserver prisonnières les vapeurs du trichloromonofluorométhane. 98 % des cellules ont un diamètre inférieur à 0. 5 mm et toutes fermées. Exemple 3. On a réalisé un bloc de mousse en oxychlorure de magnésium à partir d'une composition additionnée d'agrégats végétaux. Les proportions des composants sont données en poids: - chlorure de magnésium 120 - eau 90 - oxyde de magnésium 300 - noir de carbone 30 -émulsifiant 2 - surfactant 0.3 - agent gonflant (trichlorofluorométhane) 15 - balle de riz 140 Les blocs de mousse obtenus selon les exemples I à 3, portés au rouge à l'aide d'un chalumeau, ne brûlent pas, ne se consument pas et n'émettent pas de vapeurs toxiques. On remarque juste une tendance à l'effritement, aux endroits portés au rouge, et sur une profondeur très faible de I à 2 mm maximum. Les compositions selon l'invention trouvent de nombreuses applications tant dans la fabrication de panneaux sandwiches ininflammables,que la formation de mousses chargées ou non d'agrégats Le liant moussant selon l'invention peut être utilisé pour enrober toutes sortes d'agrégats, y compris des agrégats normalement combustibles qui, grace aux propriétés de la composition, deviennent à leur tour totalement incombustibles. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1) Composition minérale moussante, en particulier résine minérale à base d'oxychlorure ou d'oxysulfate de magnésium, se présentant sous forme d'une pâte minérale prête pour l'expansion, composition caractérisée en ce qu'elle est constituée d'au moins un mélange de chlorure ou de sulfate de magnésium, d'eau, d'oxyde de magnésium, d'un agent formateur de mousse et de noir de carbone 2) Les produits solides moussés obtenus à l'aide de la composition selon la revendication I, caractérisés en ce qu'au moins les faces du solide moussé et les parois des cellules sont revêtues d'une peau formée principalement de noir de carbone. 3) Procédé pour la mise en oeuvre de la composition moussante selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il consiste à préparer une pgte minérale prête à l'expansion en faisant tout d'abord dissoudre le chlorure ou sulfate de magnésium dans bau,puis à mélanger cette solution avec un oxyde de magnésium ou un sulfate et le noir de carbone, on introduit dans la pâte des adjuvants tels que tensio-actif, surfactant émulsionnant, puis on introduit en dernier lieu l'agent gonflant et on homogénéise le mélange jusqu'à l'état thixotropique, on coule ou on moule le mélange que l'on soumet à une réaction exothermique suffisante pour provoquer, d'une part le moussage, d'autre part la prise du mélange moussé. 4) Procédé pour la mise en oeuvre de la composition moussante selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit dans le mélange des agrégats solides par exemple de la balle de riz. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on introduit dans le mélange à expanser, en tant qu'agent moussant, de préférence un trichlorofluorométhane, et en ce que l'on incorpore une quantité de noir de carbone dans le mélange, de préférence du double ou du triple de l'agent moussant.