Brevet FR2772778A1 — publié le 19990625

DESCRIPTION L'invention concerne un adhésif polyuréthane réticulable par l'humidité, un procédé de collage d'un textile et d'un matériau cellulaire au moyen dudit adhésif et les assemblages collés ainsi obtenus. Le collage d'un textile et d'un matériau cellulaire est généralement réalisé par flammage. Le flammage consiste à modifier l'état de surface du matériau par un traitement à la flamme pour le rendre apte au collage. Le collage de textiles sur des films d'un matériau cellulaire tel qu'une mousse est mis en oeuvre industriellement sur une chaîne de production comprenant les étapes successives du flammage de la mousse, de pose du textile sur la mousse, de calandrage et de bobinage de l'assemblage collé final. Cette technique présente les inconvénients suivants: - une partie de la mousse est détruite lors du traitement à la flamme, - I'utilisation de la flamme rend le procédé dangereux du point de vue du risque d'incendie d'une part, et de la production éventuelle de gaz nocifs pour les utilisateurs et l'environnement, d'autre part, - la cadence de production est limitée à 50 mètres par minute, - il est difficile de contrôler le flammage des films minces ce qui ne permet pas de former des assemblages collés de faible épaisseur, - les mousses de polyuréthane ne peuvent pas être traitées selon cette technique, - et enfin, le flammage rigidifie la surface de la mousse ce qui rend la surface textile de l'assemblage dure au toucher. II a maintenant été trouvé que l'on peut remédier aux inconvénients précités en procédant au collage du textile sur le matériau cellulaire au moyen d'un nouvel adhésif, lequel adhésif est de préférence déposé sur le textile. L'invention se rapporte donc à un adhésif polyuréthane réticulable par l'humidité qui comprend: a) 70 à 95 % en poids d'un prépolymère polyuréthane obtenu par polyaddition d'au moins un polyol avec au moins un polyisocyanate et, b) 5 à 30 % en poids d'une polyalphaoléfine essentiellement amorphe, la teneur en groupes NCO libres représentant 1 à 20 % en poids de l'adhésif. De préférence, L'adhésif polyuréthane réticulable par l'humidité comprend: a) 85 à 95 % en poids d'un prépolymère de polyuréthane obtenu par polyaddition d'au moins un polyol avec au moins un polyisocyanate et, b) 5 à 15 % en poids d'une polyoléfine essentiellement amorphe, la teneur en groupes NCO libres représentant 1 à 10 % en poids de l'adhésif. Le polyol entrant dans la constitution du prépolymère est généralement choisis parmi les polyéthers polyols, les polyesters polyols et les polyols insaturés. Les polyéthers polyols sont généralement choisis parmi les polyéthers polyols aliphatiques et aromatiques, et les mélanges de ces composés. De préférence, leur masse moléculaire moyenne est comprise entre 200 et 9000 et leur fonctionnalité hydroxyle est comprise entre 2 et 4,6. A titre d'exemples de polyéthers polyols aliphatiques, on peut citer les dérivés oxyalkylés de diols tels que les polypropylène-glycols, ou de triols tels que le glycérol, le triméthylolpropane et l'hexane-1, ,2,6-triol, les polymères d'oxyde d'éthylène, de propylène ou de butyléne, les copolymères d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène, les composés précités à terminaison silanyle et les dérivés oxyalkylés de diphényles tels que les dérivés oxyéthylénés ou oxypropylénés en position 4,4' du diphénylméthane. De préférence, on utilise les dérivés oxypropylés du glycérol, les polymères d'oxyde de propylène ou de butylène et les copolymères d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène. Les polyesters polyols sont généralement choisis parmi les polyesters polyols aliphatiques et aromatiques, et les mélanges de ces composés. De préférence, leur masse moléculaire moyenne est comprise entre 250 et 7000 et leur fonctionnalité hydroxyle est comprise entre 2 et 3. A titre d'exemples, on peut citer les polyesters polyols résultant de la condensation de polyols aliphatiques, cycliques ou aromatiques tels que l'éthanediol, le 1,2-propanediol, le 1,3-propanediol, le glycérol, le triméthylolpropane, le 1, 6-hexanediol, le 1, ,2,6-hexanetriol, le butènediol, ie sucrose, le glucose, le sorbitol, le pentaérythritol, le mannitol, la triéthanolamine, la Nméthyldiméthanolamine et les mélanges de ces composés avec un acide tel que l'acide 1, 6-hexanedioïque, L'acide dodécanedioïque, L'acide azélaïque, L'acide sébacique, L'acide adipique, L'acide 1,18-octadécanediolque, l'acide phtalique, L'acide succinique et les mélanges de ces acides, un anhydride insaturé tel que l'anhydride maléique ou phtalique, ou une lactone telle que la caprolactone. De préférence, on utilise les polyesters polyols résultant de la condensation de l'éthanediol, du 1, 3-propanediol et/ou du 1, 6-hexanediol avec l'acide adipique et/ou l'acide phtalique. Les polyols insaturés sont généralement choisis parmi les polyols et les mélanges de polyols ayant de préférence une masse moléculaire comprise entre 1200 et 3000. A titre d'exemples, on peut citer le polybutadiène et le polyisoprène à terminaisons hydroxylées. De manière avantageuse, les polyols précités sont amorphes. Les polyols précités peuvent également être utilisés en mélange avec d'autres composés hydroxylés. On peut ainsi utiliser un monol ou un mélange de monols, en particulier les poly(éthylène/butylène)monols tels que le KRATON LIQUIDTM L-1203 Polymer commercialisé par Shell, ou un polyol ou un mélange de polyols choisis parmi les poly(éthylène/butylène)diols tels que le KRATON LIQUIDTM Polymer HPVM-2203 commercialisé par Shell, les copolymères de l'éthylène, de l'acétate de vinyle et de l'acrylate de 2-hydroxyéthyle tels que l'OREVAC# 9402 commercialisé par ELF ATOCHEM, les résines indène/coumarone modifiées par du phénol, par exemple NOVARES CAl 20 commercialisée par VFT, et les résines tackifiantes hydroxylées, par exemple REAGEM commercialisée par DRT. Le monol et le polyol précités représentent respectivement 0 à 10 % et 0 à 25 % en poids des polyols. Le polyisocyanate est généralement choisi parmi les polyisocyanates aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques bien connus de l'homme du métier, ainsi que les mélanges de ces composés. A titre d'exemples de polyisocyanates aliphatiques, on peut citer l'hexaméthylènediisocyanate (HMDI), l'éthylènediisocyanate, I'éthylidènedi isocyanate, le propylèned iisocyanate, le butylènediisocyanate, le dichlorohexaméthylènediisocyanate, le furfurylènediisocyanate et les mélanges de ces composés. A titre d'exemples de polyisocyanates cycloaliphatiques, on peut citer l'isophoronediisocyanate (IPDI), le cylopentylène-1 ,3-diisocyanate, le cyclohexylène-1, ,4-diisocyanate, le cyclohexylène-I ,2-diisocyanate et les mélanges de ces composés. A titre d'exemples de polyisocyanates aromatiques, on peut citer le diphénylméthanediisocyanate, notamment le 4,4'-diphénylméthanediisocyanate (MDI), le 2,4'-diphénylméthanediiscoyanate et le 2,2'-diphénylméthanediisocyanate, le toluènediisocyanate, notamment le 2,4-toluènediisocyanate (TDI) et le 2,6toluènediisocyanate, le 2,2-diphénylpropane-4,4'-diiscoyanate, le pphénylènediisocyanate, le m-phénylènediisocyanate, le xylènediisocyanate, le 1,4- naphtalènediisocyanate, le 1, ,5-naphtylènediisocyanate, l'azobenzène-4,4'- diisocyanate, le diphénylsulfone-4,4'-diisocyanate, le l-chlorobenzène-2,4diisocyanate et les mélanges de ces composés. De préférence, on utilise les diisocyanates, et plus particulièrement le MDI, le 2,4'-diphénylméthanediisocyanate, le 2,2'-diphénylméthanediisocyanate, le TDI, le 2,6-toluènediisocyanate, le HMDI et l'IPDI. Le prépolymère polyuréthane est obtenu par polyaddition d'au moins un polyol et d'au moins un polyisocyanate dans des quantités telles que la teneur en groupes isocyanates du prépolymère est comprise entre 1 et 25 %, et de préférence 2 et 15 % en poids. La nature du prépolymère polyuréthane est susceptible d'influer sur la dureté de l'adhésif selon l'invention. A cet égard, on préfère les prépolymères polyuréthane obtenus par réaction: - d'un mélange de polyols constitué: de 20 à 100 % en poids d'un polyester polyol aliphatique, et de 0 à 80 % en poids d'un polyester polyol aliphatico-aromatique - et d'au moins un polyisocyanate. On préfère particulièrement les prépolymères polyuréthane obtenus par réaction: - d'un mélange de polyols constitué: de 30 à 50 % en poids d'un polyester polyol aliphatique, et de 70 à 50 % en poids d'un polyester polyol aliphatico-aromatique - et d'au moins un polyisocyanate. La polyalphaoléfine essentiellement amorphe (en anglais "amorphous polyalphaolefin" ou APAO) est généralement choisie parmi les polymères résultant de la copolymérisation de monomères choisis parmi l'éthylène, le propène, le 1-butène et le 1-hexène en présence d'un catalyseur de type Ziegler-Natta, et les mélanges de ces copolymères. A titre d'exemples, on peut citer le Vestoplast#, notamment réfé rencé 508, commercialisé par Hüls, I'Eastoflex (E) commercialisé par Eastman Chemical et le Rextac# commercialisé par Rexen. On préfère les copolymères ayant une masse moléculaire comprise entre 7300 et 23800 et une température de transition vitreuse comprise entre -27 et -36"C. De manière avantageuse, on utilise les copolymères ayant un point de ramollissement Bille et Anneau (Norme DIN 52011) compris entre 80 et 160 C. Les adhésifs réticulables par l'humidité selon l'invention peuvent comprendre des additifs usuels connus de l'homme du métier tels que des charges, des agents tackifiants, des plastifiants, des promoteurs d'adhérence tels que des composés comportant des groupes silanyles et des catalyseurs qui accélèrent la réticulation par l'humidité, par exemple des catalyseurs métalliques tels que le dilaurate de dibutylétain ou des catalyseurs aminés tels que le dimorpholinodiéthyléther. On peut préparer les adhésifs polyuréthanes réticulables par l'humidité selon l'invention en faisant réagir les polyols et le cas échéant les autres composés hydroxylés, éventuellement déshydratés à haute température sous vide, avec les polyisocyanates à l'abri de l'humidité et, le cas échéant sous gaz protecteur, à une température pouvant varier de 90 à 1200C. Après le démarrage de la réaction, on ajoute par mélange la polyalphaoléfine dans les rapports quantitatifs souhaités et on laisse la réaction se poursuivre jusqu'à ce que l'on obtienne la teneur souhaitée en NCO. A l'adhésif ainsi obtenu, on ajoute par mélange les éventuels additifs. Les adhésifs polyuréthane réticulables par l'humidité selon l'invention sont particulièrement adaptés au collage de textiles, tels que des mailles (tricots), des velours et des chaines et trames synthétiques, par exemple en polyamide ou en polytéréphtalate d'éthylène sur des mousses par exemple en polyéthylène, en polypropylène, en polyéther, en polyester ou en polyuréthane. Les adhésifs selon l'invention permettent de réaliser un collage dans des conditions industrielles, c'est-à-dire à une cadence élevée de l'ordre de 300 mètres par minute. Les adhésifs selon l'invention présentent en outre un excellent pouvoir piégeant (aptitude de l'adhésif à fixer un matériau) et une excellente souplesse au toucher. Les textiles collés sur un film de mousse à l'aide de l'adhésif selon l'invention peuvent être par exemple utilisés en tant que revêtements muraux, revêtements pour des sièges ou pour l'habillage intérieur des automobiles. Les exemples qui suivent permettent d'illustrer l'invention. EXEMPLE 1 Dans un réacteur sous atmosphère d'azote, on introduit les composés suivants: - 21 parties en poids de 4,4'-diphénylméthanediisocyanate, - 25 parties en poids du produit de condensation d'acide adipique et d'un mélange de 2,2-diméthyl-1 ,3-propanediol, 1, 2-éthanediol et 1, ,6-hexanediol (polyester polyol aliphatique; indice d'hydroxyle : 18-24 ; masse moléculaire: 5000 ; fonctionnalité OH : 2 ; désignation commerciale : Dynacoll# 7250-HÜLS), - 44 parties en poids du produit de condensation d'un mélange d'acide 1,3benzènedicarboxylique et d'acide adipique et d'un mélange de 1,4-benzènedicar- boxylate, 2,2-diméthyl-I 3-propanediol, 1 2-éthanediol et 3-hydroxy-2,2-diméthylpro- pyl-3-hydroxy-2,2-d 2-diméthylpropanoate (polyester polyol aliphatico-aromatique ; indice hydroxyle : 31-39; masse moléculaire 3000 ; fonctionnalité OH : 2; désignation commerciale : Dynacoll# 7130-HÜLS). Le mélange est porté à une température de l'ordre de 95 à 100 C. Lorsque la température est stable, on introduit dans le réacteur 10 parties en poids de copolymère d'éthylène, de 1-propène et de 1-butène (masse moléculaire : 11800 : tempé rature de transition vitreuse: -31"C; viscosité à 1900C : 7800 mPa.s; point de ramollissement Bille et Anneau (Norme DIN 52011) 86 C ; dénomination commerciale : Vestoplast (3) 508-HÜLS). Après achèvement de la réaction, on récupère un adhésif blanc, solide à 23"C, ayant une teneur en NCO égale à 5,2 % mesurée selon la norme AFNOR T52-132. A 1300C, l'adhésif est un liquide blanc qui présente un pouvoir collant et une viscosité Brookfield égale à 2600 mPa.s. En refroidissant, L'adhésif présente des propriétés élastiques. On utilise l'adhésif pour réaliser industriellement le contre-collage d'un film de mousse de polyuréthane sur une maille textile en polyamide. L'adhésif fondu à 1200C est déposé au moyen d'une buse à lèvre fixe de 300 mm de longueur (grammage de l'adhésif : 8 g/m2) sur la maille textile qui défile à la vitesse de 100 mètres par minute. On constate qu'il n'existe aucune remontée de l'adhésif sur la buse et que le mouillage de la maille par l'adhésif est satisfaisant. On observe aussi que l'adhésif ne traverse pas la maille textile. L'assemblage obtenu est placé dans une enceinte climatique à 23 C et 50 % d'humidité relative pendant 1 semaine. On découpe l'assemblage en bandes de 25 mm de large et on renforce la face extérieure en polyuréthane avec un ruban adhésif. Les bandes obtenues sont soumises à une traction en pelage 1800 à la vitesse constante de 100 mm/min (machine d'essai Type DY 30 ; ADAMEL-LHOMARGY). Les mesures sont effectuées sur 5 bandes. La résistance au pelage est égale à 6,3 N/5 cm (avec le délaminage des supports). EXEMPLE 2 (Comparatif) On procède dans les conditions de l'exemple 1 modifiées en ce que l'on n'utilise pas de vestoplast# 508 On récupère un adhésif solide à 23 C, ayant une teneur en NCO égale à 5,7%, une viscosité Brookfield à 1300C égale à 2300 mPa.s et qui présente un pouvoir collant plus faible que celui de l'exemple 1. On observe une remontée du produit sur la buse et l'absence de mouillage de la maille textile par l'adhésif lorsque la vitesse de défilement de la maille textile est supérieure à 10 mètres par minute. L'assemblage collé obtenu à la vitesse de 10 mètres par minute présente une résistance au pelage égale à 6,05 N/5 cm (avec le délaminage des supports) après une semaine de polymérisation. REVENDICATIONS 1. Adhésif polyuréthane réticulable par l'humidité, caractérisé en ce qu'il comprend: a) 70 à 95 % en poids d'un prépolymère polyuréthane obtenu par polyaddition d'au moins un polyol avec au moins un polyisocyanate et, b) 5 à 30 % en poids d'une polyalphaoléfine essentiellement amorphe, la teneur en groupes NCO libres représentant 1 à 20 % en poids de l'adhésif. 2. Adhésif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend a) 85 à 95 % en poids d'un prépolymère de polyuréthane obtenu par polyaddition d'au moins un polyol avec au moins un polyisocyanate et, b) 5 à 15 % en poids d'une polyoléfine essentiellement amorphe, la teneur en groupes NCO libres représentant 1 à 10 % en poids de l'adhésif. 3. Adhésif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la polyalphaoléfine est choisie parmi les polymères résultant de la copolymérisation de monomères choisis parmi l'éthylène, le propène, le 1-butène et le 1-hexène en présence d'un catalyseur de type Ziegler-Natta, et les mélanges de ces copolymères. 4. Adhésif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la polyalphaoléfine a une masse moléculaire comprise entre 7300 et 23800 et une température de transition vitreuse comprise entre -270C et 360 C. 5. Adhésif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le polyol est choisi parmi les polyéthers polyols, les polyesters polyols et les polyols insaturés. 6. Adhésif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le polyol est choisi parmi les polyesters polyols ayant une masse moléculaire moyenne comprise entre 250 et 7000 et une fonctionnalité OH comprise entre 2 et 3. 7. Adhésif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les polyesters polyols résultent de la condensation de polyols choisis parmi l'éthanediol, le 1,2propanediol, le 1, 3-propanediol, le glycérol, le triméthylolpropane, le 1,6-hexanediol, le 1, 2, 6-hexanetriol, le butènediol, le sucrose, le glucose, le sorbitol, le pentaérythritol, le mannitol, la triéthanolamine, la N-méthyldiméthanolamine et les mélanges de ces composés avec un acide tel que l'acide 1, 6-hexanedioïque, l'acide dodécanedioïque, l'acide azélaïque, l'acide sébacique, l'acide adipique, l'acide 1,18-octadéca- nedioïque, L'acide phtalique, L'acide succinique et les mélanges de ces acides, un anhydride insaturé tel que l'anhydride maléique ou phtalique, ou une lactone telle que la caprolactone 8. Adhésif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les polyesters polyols résultent de la condensation de l'éthanediol, du 1,3-propanediol et/ou du 1,6-hexanediol avec l'acide adipique et/ou l'acide phtalique. 9. Adhésif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le polyisocyanate est choisi parmi les polyisocyanates aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, et les mélanges de ces composés. 10. Adhésif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le polyisocyanate est un diisocyanate. Il. Adhésif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le diisocyanate est le MDI, le 2,4'-diphénylméthanediisocyanate, le 2,2'-diphénylméthane- diisocyanate, le TDI, le 2,6-toluènediisocyanate, le HMDI ou l'IPDI. 12. Adhésif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le prépolymère polyuréthane est obtenu par réaction - d'un mélange de polyols constitué: de 20 à 100 % en poids d'un polyester polyol aliphatique, et de 0 à 80 % en poids d'un polyester polyol aliphatico-aromatique - et d'au moins un polyisocyanate. 13. Adhésif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le prépolymère polyuréthane est obtenu par réaction: - d'un mélange de polyols constitué: de 30 à 50 % en poids d'un polyester polyol aliphatique, et de 70 à 50 % en poids d'un polyester polyol aliphatico-aromatique - et d'au moins un polyisocyanate. 14. Procédé de collage, caractérisé en ce qu'il consiste à coller un textile et un matériau cellulaire au moyen de l'adhésif selon l'une des revendications I à 13. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le textile est une maille (tricot), un velours ou des chaînes et trames synthétiques. 16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le matériau cellulaire est un film de mousse, notamment en polyéthylène, en polypropylène, en polyéther, en polyester ou en polyuréthane. 17. Assemblage, caractérisé en ce qu'il comprend un textile et un matériau cellulaire collés au moyen de l'adhésif selon l'une des revendications 1 à 13.