Brevet FR2853654A1 — publié le 20041015

PROCEDE D'OBTENTION DE COMPOSITIONS DE MOUSSE FLEXIBLE DE POLYURETHANE, GRAPHITEE, MOULEE A FROID La présente invention se rapporte au procédé d'obtention 5 de compositions de mousse flexible de polyuréthane, graphitée, moulée à froid, conforme aux normes STM - C 708 (SNCF), BS 6853: 1999 / BS 476 Parties 6 et 7 et aux spécifications KVNS 6604D, présentant un indice limite d'oxygène (ILO) 2 28. L'utilisation desdites compositions de mousse graphitée est particulièrement indiquée pour équiper les voitures des chemins de fer et notamment les sièges. La présente invention se rapporte au procédé d'obtention de compositions de mousse flexible de polyuréthane, graphitée, moulée à froid. Pour répondre aux exigences particulièrement difficiles 20 du marché international (Norme KVNS 65041) en matière de comportement au feu, de toxicité et d'opacité des fumées, ont été développées deux compositions utilisant du graphite expansible spécial (expansion de 250 fois le volume initial), obtenu avec l'addition de polyéther25 polyol. Cette mousse contient une charge de graphite expansible d'un degré de pureté de près de 99 % agissant comme pare-feu, et qui, combinée à des ignifuges, permet 30 d'obtenir un effet des plus efficaces pour le comportement au feu et aux fumées. 2 2853654 Le graphite expansible est formé de flocons de graphite naturel avec des acides intercalés, avec une dimension minimum des particules de 80 % > 0,3 mm. Ce graphite est enrichi de polyol activé (polyol auquel on a ajouté 5 préalablement des catalyseurs, stabilisateurs et réticulants, etc.), maintenu stable grâce à une agitation permanente afin d'éviter sa sédimentation. L'action du graphite est renforcée par l'utilisation, 10 dans la composition, d'un composé phosphoré. La mousse flexible de polyuréthane, graphitée, résulte de deux comportements principaux, à savoir: Réaction de polyaddition entre le polyéther polyol et le polyisocianate: OH-R-OH+OCN-R'-NCO+CHARGE GRAPHITE - C-N-R'-N-C-OR-OI l Il n Polyol Diisocianate H H O POLYURETHANE et la réaction de polycondensation entre l'eau et le polydiisocianate: 2HOH + OCN - R - NCO - H2N - R - NH2 + 2 CO2 (eau) DIISOCIANATE DIAMINE DIOXYDE DE CARBONE + 2 (OCN - R - NCO) OCN-R-N-C-N-R-N-C-N-R-NCO 1 Il 1 1 i1 1 H O HH O H (Diisocianate polyurée) On a ajouté préalablement au polyol une charge de graphite expansible d'un type spécifique et un composé 35 phosphoré. 3 2853654 La quantité de graphite à utiliser varie entre 25 et 40 parts par poids (p.p.). Parmi les ignifuges utilisés, outre le composé phosphoré, on peut également utiliser des composés bromés. Les mousses produites par ce procédé permettent de 10 réussir les essais de comportement au feu et aux fumées des Normes ASTM - C - 708 (SNCF), B56853 / B5476 et AFNOR x 10 - 702 - 1 Parties 2 à 5, correspondant aux NBS ASTM - E662 et NF (20 - 902 / 1990). Compte tenu des essais réalisés, la quantité de graphite utilisée ne doit pas être inférieure à 30 p.p. de façon à satisfaire le marché international du chemin de fer. Le procédé d'obtention des compositions de mousse de l'invention est illustré comme suit par le tableau 20 suivant: TABLEAU I Désignation des Composition 1 Composition 2 composants p.p. p.p. Polyéther-polyol 100 100 Eau 3,0 3,5 Triéthanolamine 5,7 5,7 Stabilisant 1,0 1,0 (thermoactif) Réticulant 7,5 6,5 Catalyseur d'amine 1,0 0,8 Ignifuge 10 12 Graphite expansible 30 40 DBTL - 0,020 Polyisocianate 48 50 Références (Tableau I) - Polyéther polyol disponible chez HUNTSMAN POLYURETHANES Triéthanolamine à 85 % disponible chez BP - Polysiloxane dans un ester organique de TH GOLDSCHMIDT - Polyéther-polyol de fonctionnalité moyenne de DOW CHEMICAL - Triéthylène diamine d'AIR PRODUCTS - TMCP (anti blaze) disponible chez ALBRIGHT et WILSON - Catalyseur organo-métallique de chez ACIMA CHEMICAL INDUSTRIES - Mélange de toluène de diisocianate 80 / 20 / TDI et de diphénylméthane diisocianate (MDI) avec 43 % de groupes NCO de BAYER. 2853654 Les mousses obtenues par les compositions représentées au Tableau I ont été soumises aux essais de comportement au feu et de classement aux fumées conformément aux Normes STM 708 et AFNOR - X10 - 702 - 1 (1995) Parties 2 à 5. Le classement repose sur l'opacité et la toxicité des fumées. 6 2853654 REVENDICATIONS 1) Procédé d'obtention d'une composition de mousse flexible de polyuréthane, graphitée, moulée à froid, 5 caractérisé en ce que la mousse graphitée résulte de la réaction de polyaddition entre le polyéther polyol et le polyisocianate: OH-R-OH+OCN-R'-NCO+CHARGE GRAPHITE C-N-R'-N-C-OR-O10 l l il n Polyol Diisocianate H H O POLYURETHANEE et présente un Indice limite d'oxygène (ILO) de 28 % environ. Vitesse de propagation de la flamme: V = 27 mm / sec. Classement au feu: non propagateur Classement aux fumées: Classe F2. 20 2) Procédé d'obtention d'une composition de mousse flexible de polyuréthane, graphitée, moulée à froid, caractérisé en ce que la mousse graphitée résulte de la réaction de polycondensation entre l'eau et le polydiisocianate: 25 2HOH + OCN - R - NCO -> H2N - R - NH2 + 2 CO2 (eau) DIISOCIANATE DIAMINE DIOXYDE DE CARBONE + 2 (OCN - R - NCO) OCN-R-N-C-N-R-N-C-N-R-NCO I Il I I Il 1 H O H HO H (Diisocianate polyurée)et présente un Indice 2 31 % Vitesse de propagation de la flamme: 35 V = 20 mm / sec. 7 2853654 V = 20 mm / sec. Classement au feu: non propagateur Classement aux fumées: Classe F2.