Procédé pour l'obtention de mousses de résines phénoliques Il est connu que les mousses de résines phénoliques à haut pouvoir isolant étuvées et séchées ont l'inconvé nient, lorsqu'elles sont soumises à l'action d'une flamme et que celle-ci cesse d'agir, de continuer à se consumer sans flamme, ce qui conduit à la carbonisation complète de la matière.
La présente invention concerne un perfectionnement du procédé pour l'obtention de mousses de résines phé- noliques objet du brevet principal No 457839.
Ce perfectionnement consiste à ajouter, au mélange de résine phénolique en solution dans l'eau, d'huile de silicone présentant des propriétés tensioactives et d'agent moussant, un produit organique azoté qui, sous l'action de la chaleur, donne lieu à un dégagement du gaz n'entretenant pas la combustion.
Ce perfectionnement permet notamment de conférer auxdites mousses de résines phénoliques une tenue au feu particulièrement remarquable.
Comme produits organiques azotés incorporés dans le mélange résine phénolique-huile de silicone avant le moussage, on peut utiliser avantageusement des pro duits comportant des fonctions amines et/ou amides, tels que notamment l'urée, la thiourée, la dicyandiamide, la mélamine et leurs dérivés.
Sous l'action de la chaleur ces produits sont suscep tibles de se décomposer de façon endothermique en libé rant des gaz qui peuvent se combiner avec l'oxygène pour donner un mélange de gaz incombustibles ou ne pouvant favoriser la combustion. Ces gaz sont principa lement l'azote, le gaz carbonique et l'ammoniac.
Certains de ces produits comme la mélamine et ses dérivés sont stables au moussage et se décomposent au moment de la combustion en améliorant la tenue au feu de la mousse obtenue.
D'autres, comme la dicyandiamide, sont partielle ment décomposables au moussage, la partie restante se décomposant lors de la combustion en favorisant la tenue au feu de la mousse.
D'autres encore, comme l'urée, se décomposent en grande partie pendant le moussage. Ces derniers, qui améliorent ainsi le moussage, favorisent également la tenue au feu mais pour des teneurs plus importantes que les produits stables ou partiellement décomposables au moment du moussage.
Comme résines on peut par exemple utiliser les rési nes suivantes et qui sont obtenues en condensant par catalyse basique un phénol avec du formol en solution aqueuse ou sous forme de trimère, éventuellement co- condensées avec l'urée, la mélamine ou d'autres subs tances cocondensables.
EMI0001.0012
<I>Résine <SEP> 1</I>
<tb> phénol <SEP> . <SEP> ... <SEP> . <SEP> .. <SEP> ... <SEP> .. <SEP> l <SEP> mole
<tb> formol <SEP> <B>............</B> <SEP> 2,3 <SEP> moles
<tb> soude <SEP> NaOH <SEP> <B>......</B> <SEP> 3,6 <SEP> 0/o <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol
<tb> <I>Résine <SEP> 2:</I>
<tb> phénol <SEP> <B>............</B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> formol <SEP> <B>............</B> <SEP> 2,5 <SEP> moles
<tb> baryte <SEP> Ba(OH)2, <SEP> 8H20 <SEP> 8,3 <SEP> 0/o <SEP> en <SEP> BaO <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol
<tb> <I>Résine <SEP> 3:
</I>
<tb> phénol <SEP> <B>............</B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> formol <SEP> <B>............</B> <SEP> 2,5 <SEP> moles
<tb> urée <SEP> <B>.............</B> <SEP> 50 <SEP> 0/o <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol
<tb> baryte <SEP> Ba(OH)2, <SEP> 8H20 <SEP> 8,3 <SEP> 0/o <SEP> en <SEP> BaO <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol
EMI0002.0000
<I>Résine <SEP> 4:</I>
<tb> phénol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>.........</B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> formol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>.........</B> <SEP> 2,5 <SEP> moles
<tb> mélamine <SEP> .. <SEP> ..... <SEP> . <SEP> . <SEP> 35 <SEP> % <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol
<tb> baryte <SEP> Ba(OH)2, <SEP> 8H2O <SEP> 8,3 <SEP> % <SEP> en <SEP> BaO <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol
<tb> <I>Résine <SEP> 5:
</I>
<tb> phénol <SEP> <B>............</B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> formol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>.........</B> <SEP> 2,3 <SEP> moles
<tb> Alcool <SEP> polyvinylique <SEP> 8,75 <SEP> 0/o <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol
<tb> Soude <SEP> NaOH <SEP> 3,6 <SEP> % <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol
<tb> <I>Résine <SEP> 6:
</I>
<tb> phénol <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>..........</B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> trioxane <SEP> .......... <SEP> 2,3 <SEP> moles
<tb> soude <SEP> NaOH <SEP> ...... <SEP> 3,6 <SEP> % <SEP> du <SEP> poids
<tb> du <SEP> phénol Conformément au procédé selon l'invention, on mé lange à une résine phénolique, telle que en particulier la résine 1, en solution aqueuse 10) une huile de silicone pouvant être du type copo- lymère-silicone-glycol, hydrosoluble et stable en solu tion ; 2-,) un agent moussant pouvant être un liquide à bas point d'ébullition choisi parmi les hydrocarbures ali phatiques ou les dérivés halogénés de ces hydrocar bures ;
311) une charge minérale telle que le talc, la silice, le Kieselguhr, l'amiante, le mica, etc. ; 4,1) un produit organique tel que l'urée, la thiourée, la mélamine ou leurs dérivés, la dicyandiamide, cette dernière ainsi que l'urée et la thiourée jouant également ainsi qu'on l'a dit plus haut le rôle d'agent moussant complémentaire et pouvant ainsi permettre de diminuer la quantité d'agent moussant proprement dit; 50) un durcisseur qui est un acide minéral ou orga nique.
Cet acide joue un double rôle - il provoque la polymérisation exothermique de la résine, la chaleur produite par la réaction étant suffi sante pour évaporer l'agent moussant qui expanse la masse ; - il peut décomposer partiellement le produit orga nique pour donner des gaz qui expansent ainsi la masse. Cette réaction est favorisée par la chaleur dégagée lors de la polymérisation de la résine.
La mise en ouvre du procédé peut s'effectuer, com me pour les procédés connus, à l'aide d'une turbine ou d'un dispositif permettant à la fois le mélange des cons tituants et leur dosage, puis d'une coulée en continu.
Les proportions pondérales rapportées à 100 kg de résine phénolique sont les suivantes 1- huile de silicone<B>:</B> de 0,5 à 5 environ et de pré férence 1,5 environ ; 2 -agent moussant<B>.</B> de 1 à 30 selon la densité<B>;</B> 3 -charge minérale<B>:</B> de 5 à 30 environ, et de pré férence 5 à 10; 4-produit organique: de 1 à 20 environ; 5 - acide HCl, d=1,19, par exemple : de 5 à 20 environ, de préférence 15 environ. La proportion optimale de produit organique est d'environ 5 pour la dicyadiamide, 10 pour la mélamine, et 15 pour l'urée.
On donne ci-après des exemples de mise en ouvre du procédé de l'invention.
EMI0002.0006
<I>Exemple <SEP> 1</I>
<tb> résine <SEP> 1 <SEP> <B>.....</B> <SEP> . <SEP> <B>.......</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 100 <SEP> g
<tb> silicone <SEP> <B>................</B> <SEP> 1,5 <SEP> g
<tb> dicyandiamide <SEP> ......... <SEP> 5 <SEP> g
<tb> talc <SEP> .................. <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Fréon <SEP> 11 <SEP> .............. <SEP> 15 <SEP> g
<tb> HCl, <SEP> d <SEP> = <SEP> 1,19 <SEP> .......... <SEP> 15 <SEP> g
<tb> <I>Exemple <SEP> 2</I>
<tb> résine <SEP> 1 <SEP> <B>................</B> <SEP> 100 <SEP> g
<tb> silicone <SEP> ................ <SEP> 2 <SEP> g
<tb> mélamine <SEP> .............. <SEP> 10 <SEP> g
<tb> Fréon <SEP> 11 <SEP> ...... <SEP> ....... <SEP> 15 <SEP> g
<tb> HCl, <SEP> d <SEP> = <SEP> 1,19 <SEP> .... <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> . <SEP> . <SEP> 15 <SEP> g
<tb> <I>Exemple <SEP> 3</I>
<tb> résine <SEP> 1 <SEP> <B>..............</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> 100 <SEP> g
<tb> silicone <SEP> <B>.........</B> <SEP> . <SEP> <B>......</B> <SEP> 1,5 <SEP> g
<tb> talc <SEP> .._.<B>..............</B> <SEP> 5 <SEP> g
<tb> urée <SEP> .................. <SEP> 15 <SEP> g
<tb> Fréon <SEP> 11 <SEP> .............. <SEP> 5 <SEP> g
<tb> HCl, <SEP> d <SEP> = <SEP> l,19 <SEP> .......... <SEP> 15 <SEP> g
<tb> <I>Exemple <SEP> 4</I>
<tb> résine <SEP> 1 <SEP> - <SEP> <B>.........</B> <SEP> . <SEP> <B>..... <SEP> 100</B> <SEP> g
<tb> silicone <SEP> ................ <SEP> 2 <SEP> g
<tb> silice <SEP> ................ <SEP> 5 <SEP> g
<tb> dicyandiamide <SEP> .......... <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Fréon <SEP> 11 <SEP> .............. <SEP> 5 <SEP> g
<tb> HCl, <SEP> d <SEP> = <SEP> 1,19 <SEP> ..........
<SEP> 12 <SEP> g Le procédé suivant l'invention permet notamment d'obtenir les avantages suivants: - La gamme de densités des mousses obtenues se trouve élargie et peut aller de 12 à 100 kg/m3 environ; - la tenue au feu est remarquable pour toutes les densités. Selon le test ASTM D 1692 59 T, les mousses obtenues sont classées parmi les produits auto-extin- guibles, voire ininflammables.
Process for obtaining foams of phenolic resins It is known that the foams of phenolic resins with high insulating power, steamed and dried, have the disadvantage, when they are subjected to the action of a flame and that the latter ceases to act, to continue to be consumed without flame, which leads to the complete carbonization of the material.
The present invention relates to an improvement of the process for obtaining foams of phenolic resins which are the subject of main patent No. 457839.
This improvement consists in adding, to the mixture of phenolic resin dissolved in water, silicone oil exhibiting surfactant properties and foaming agent, a nitrogenous organic product which, under the action of heat, gives rise to a release of gas which does not support combustion.
This improvement makes it possible in particular to give said foams of phenolic resins a particularly remarkable fire resistance.
As nitrogenous organic products incorporated into the phenolic resin-silicone oil mixture before foaming, it is possible to advantageously use products comprising amine and / or amide functions, such as in particular urea, thiourea, dicyandiamide, melamine and their derivatives.
Under the action of heat, these products are liable to decompose endothermically, releasing gases which can combine with oxygen to give a mixture of gases which are incombustible or which cannot promote combustion. These gases are mainly nitrogen, carbon dioxide and ammonia.
Some of these products, such as melamine and its derivatives, are stable on foaming and decompose on combustion, improving the fire resistance of the foam obtained.
Others, such as dicyandiamide, are partially decomposable on foaming, the remaining part decomposing during combustion, promoting the fire resistance of the foam.
Still others, like urea, largely break down during foaming. The latter, which thus improve foaming, also promote fire resistance but for higher contents than products which are stable or partially decomposable at the time of foaming.
As resins, it is possible, for example, to use the following resins which are obtained by condensing by basic catalysis a phenol with formalin in aqueous solution or in the form of a trimer, optionally co-condensed with urea, melamine or other substances. co-condensable tances.
EMI0001.0012
<I> Resin <SEP> 1 </I>
<tb> phenol <SEP>. <SEP> ... <SEP>. <SEP> .. <SEP> ... <SEP> .. <SEP> l <SEP> mole
<tb> formalin <SEP> <B> ............ </B> <SEP> 2,3 <SEP> moles
<tb> sodium hydroxide <SEP> NaOH <SEP> <B> ...... </B> <SEP> 3,6 <SEP> 0 / o <SEP> of the <SEP> weight
<tb> of <SEP> phenol
<tb> <I> Resin <SEP> 2: </I>
<tb> phenol <SEP> <B> ............ </B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> formalin <SEP> <B> ............ </B> <SEP> 2,5 <SEP> moles
<tb> barite <SEP> Ba (OH) 2, <SEP> 8H20 <SEP> 8,3 <SEP> 0 / o <SEP> in <SEP> BaO <SEP> of the <SEP> weight
<tb> of <SEP> phenol
<tb> <I> Resin <SEP> 3:
</I>
<tb> phenol <SEP> <B> ............ </B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> formalin <SEP> <B> ............ </B> <SEP> 2,5 <SEP> moles
<tb> urea <SEP> <B> ............. </B> <SEP> 50 <SEP> 0 / o <SEP> of <SEP> weight
<tb> of <SEP> phenol
<tb> barite <SEP> Ba (OH) 2, <SEP> 8H20 <SEP> 8,3 <SEP> 0 / o <SEP> in <SEP> BaO <SEP> of the <SEP> weight
<tb> of <SEP> phenol
EMI0002.0000
<I> Resin <SEP> 4: </I>
<tb> phenol <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> ......... </B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> formalin <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> ......... </B> <SEP> 2,5 <SEP> moles
<tb> melamine <SEP> .. <SEP> ..... <SEP>. <SEP>. <SEP> 35 <SEP>% <SEP> of the <SEP> weight
<tb> of <SEP> phenol
<tb> barite <SEP> Ba (OH) 2, <SEP> 8H2O <SEP> 8,3 <SEP>% <SEP> in <SEP> BaO <SEP> of the <SEP> weight
<tb> of <SEP> phenol
<tb> <I> Resin <SEP> 5:
</I>
<tb> phenol <SEP> <B> ............ </B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> formalin <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> ......... </B> <SEP> 2,3 <SEP> moles
<tb> Polyvinyl alcohol <SEP> <SEP> 8.75 <SEP> 0 / o <SEP> of <SEP> weight
<tb> of <SEP> phenol
<tb> Soda <SEP> NaOH <SEP> 3.6 <SEP>% <SEP> of <SEP> weight
<tb> of <SEP> phenol
<tb> <I> Resin <SEP> 6:
</I>
<tb> phenol <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> .......... </B> <SEP> 1 <SEP> mole
<tb> trioxane <SEP> .......... <SEP> 2,3 <SEP> moles
<tb> sodium hydroxide <SEP> NaOH <SEP> ...... <SEP> 3.6 <SEP>% <SEP> of <SEP> weight
<tb> <SEP> phenol In accordance with the process according to the invention, a silicone oil which can be of the copolymer-silicone type is mixed with a phenolic resin, such as in particular resin 1, in aqueous solution 10). -glycol, water-soluble and stable in solution; 2-,) a foaming agent which may be a low-boiling liquid chosen from aliphatic hydrocarbons or halogenated derivatives of these hydrocarbons;
311) a mineral filler such as talc, silica, kieselguhr, asbestos, mica, etc. ; 4,1) an organic product such as urea, thiourea, melamine or their derivatives, dicyandiamide, the latter as well as urea and thiourea also playing the role of as mentioned above. 'complementary foaming agent and thus being able to make it possible to reduce the quantity of foaming agent itself; 50) a hardener which is a mineral or organic acid.
This acid plays a double role - it causes the exothermic polymerization of the resin, the heat produced by the reaction being sufficient to evaporate the foaming agent which expands the mass; - it can partially decompose the organic product to give gases which thus expand the mass. This reaction is favored by the heat given off during the polymerization of the resin.
The process can be carried out, as for the known processes, using a turbine or a device allowing both the mixing of the constituents and their dosage, then a casting in continued.
The weight proportions based on 100 kg of phenolic resin are as follows: 1- <B>: </B> silicone oil from 0.5 to 5 approximately and preferably approximately 1.5; 2 - foaming agent <B>. </B> from 1 to 30 depending on the density <B>; </B> 3 -mineral load <B>: </B> from 5 to 30 approximately, and preferably 5 to 10; 4-organic product: from 1 to 20 approximately; 5 - HCl acid, d = 1.19, for example: from 5 to about 20, preferably about 15. The optimum proportion of organic product is about 5 for dicyadiamide, 10 for melamine, and 15 for urea.
Examples of implementation of the process of the invention are given below.
EMI0002.0006
<I> Example <SEP> 1 </I>
<tb> resin <SEP> 1 <SEP> <B> ..... </B> <SEP>. <SEP> <B> ....... </B> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 100 <SEP> g
<tb> silicone <SEP> <B> ................ </B> <SEP> 1,5 <SEP> g
<tb> dicyandiamide <SEP> ......... <SEP> 5 <SEP> g
<tb> talc <SEP> .................. <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Freon <SEP> 11 <SEP> .............. <SEP> 15 <SEP> g
<tb> HCl, <SEP> d <SEP> = <SEP> 1.19 <SEP> .......... <SEP> 15 <SEP> g
<tb> <I> Example <SEP> 2 </I>
<tb> resin <SEP> 1 <SEP> <B> ................ </B> <SEP> 100 <SEP> g
<tb> silicone <SEP> ................ <SEP> 2 <SEP> g
<tb> melamine <SEP> .............. <SEP> 10 <SEP> g
<tb> Freon <SEP> 11 <SEP> ...... <SEP> ....... <SEP> 15 <SEP> g
<tb> HCl, <SEP> d <SEP> = <SEP> 1.19 <SEP> .... <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP>. <SEP>. <SEP> 15 <SEP> g
<tb> <I> Example <SEP> 3 </I>
<tb> resin <SEP> 1 <SEP> <B> .............. </B> <SEP>. <SEP>. <SEP> 100 <SEP> g
<tb> silicone <SEP> <B> ......... </B> <SEP>. <SEP> <B> ...... </B> <SEP> 1.5 <SEP> g
<tb> talc <SEP> .._. <B> .............. </B> <SEP> 5 <SEP> g
<tb> urea <SEP> .................. <SEP> 15 <SEP> g
<tb> Freon <SEP> 11 <SEP> .............. <SEP> 5 <SEP> g
<tb> HCl, <SEP> d <SEP> = <SEP> l, 19 <SEP> .......... <SEP> 15 <SEP> g
<tb> <I> Example <SEP> 4 </I>
<tb> resin <SEP> 1 <SEP> - <SEP> <B> ......... </B> <SEP>. <SEP> <B> ..... <SEP> 100 </B> <SEP> g
<tb> silicone <SEP> ................ <SEP> 2 <SEP> g
<tb> silica <SEP> ................ <SEP> 5 <SEP> g
<tb> dicyandiamide <SEP> .......... <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Freon <SEP> 11 <SEP> .............. <SEP> 5 <SEP> g
<tb> HCl, <SEP> d <SEP> = <SEP> 1.19 <SEP> ..........
<SEP> 12 <SEP> g The process according to the invention makes it possible in particular to obtain the following advantages: the range of densities of the foams obtained is widened and can range from 12 to 100 kg / m 3 approximately; - fire resistance is remarkable for all densities. According to the ASTM D 1692 59 T test, the foams obtained are classified among self-extinguishing, or even non-flammable, products.