Mélange adhésif à base de néoprène ne se séparant pas en deux phases
La présente invention concerne un mélange adhésif à base de néoprène ne se séparant pas en deux phases.
Le néoprène, c'est-à-dire le polychloroprène a longtemps été utilisé et apprécié comme produit de base pour des mélanges adhésifs qui peuvent se présenter soit sous forme de latex, c'est-à-dire comme émulsion aqueuse, soit sous forme de laque dans un solvant organique. Ces dernières, qui sont généralement désignées comme colles, présentent un excellent pouvoir adhésif et cohésif et peuvent être aisément modifiées afin de donner une grande variété de propriétés. Les colles de contact à base de néoprène sont particulièrement intéressantes. Lorsqu'elles sont appliquées sur un support solide, elles donnent, après séchage, un film qui se laisse coller contre un autre support traité de la même manière par simple pression sans chauffage.
Ainsi une vraie colle de contact doit être distinguée d'une colle qui en plus de la pression demande l'application de chaleur pour assurer la liaison de supports solides enduits avec ces colles.
Malheureusement les colles de contact à base de néoprène, connues jusqu'à présent ont montré généralement une propriété indésirable, à savoir celle de se séparer en deux phases. Cette propriété peut être définie par l'apparition d'un produit flocculant qui se dépose petit à petit et donne l'apparence de deux couches distinctes ou de deux phases. Ainsi il se forme généralement une couche supérieure ayant la coloration de la résine utilisée dans la colle et une couche inférieure opaque ayant une couleur typique jaune laiteuse. Ce phénomène n'est pas le signe d'un produit dénaturé ou de qualité inférieure, car une agitation avant l'emploi redisperse rapidement les ingrédients et rend à la colle son aspect homogène de départ. Pourtant cette séparation est extrêmement incommode à cause de la perte de temps pour l'agitation qui est nécessaire pour l'éliminer.
C'est également gênant à cause de l'aspect médiocre et du manque d'attrait pour le client qu'une telle colle séparée en deux phases présente surtout si elle se trouve dans un récipient en verre.
Un certain nombre de propositions ont été avancées en vue de l'élimination du problème de la sépara
tion en deux phases. Elles comprenaient l'emploi de mélanges spécifiques de solvants, I'emploi de résines phénoliques alcoylées spécifiques, I'emploi de quantités spéciales d'oxyde de magnésium, l'élimination de l'oxyde de zinc, I'emploi d'agents thixotropiques et la variation du mode de préparation. Quoique ces méthodes aient eu quelquefois du succès, elles sont pour la plupart inapplicables à tous les types de colles à base de néoprène. Un autre procédé pour éliminer la séparation en phases, qui a été utilisé avec un peu plus de succès. comprend l'addition d'un excès d'oxyde de magnésium à la colle. Cette méthode entraîne cependant une augmentation importante et indésirable de la densité de la colle et augmente également son coût.
En conséquence l'invention a pour objet un mélange adhésif à base de néoprène ne se séparant pas en deux phases comprenant une dispersion dans un solvant d'un polychloroprène solide ayant une température de transition de fusion inférieure à 500 C et contenant moins de 2 io en poids de colophane par rapport au polychloroprène ainsi qu'au moins un oxyde métallique,
caractérisé en ce qu'il contient un sel de magnésium du produit de condensation de l'aldéhyde formique avec un phénol monovalent substitué en position para par un groupe alcoyle ou aryle et ayant un rapport molaire de l'aldéhyde formique au phénol dépassant 1
On a trouvé qu'en prenant comme base adhésive pour des mélanges adhésifs des élastomères de polychiloroprène qui renferment moins de 2i)/o de colophane ou de ses dérivés et qui possèdent un faible degré de cristailinité tel qu'il est révélé par une température de transition de fusion Tm inférieure à 50 C, les produits adhésifs en résultant sont exempts de ce phénomène indésirable de la séparation des phases.
En plus l'emploi de polychloroprenes avec une faible teneur en résine et une faible cristallinité n'affecte en aucune manière les propriétés adhésives excellentes que présentent normalement les colles à base de néoprène.
Les compositions de néoprène à faible teneur en colophane ou résine de bois nécessaires comme bases pour la préparation de mélanges adhésifs qui ne se séparent pas en deux phases selon la présente invention peuvent etre des produits résultants de l'extraction par solvants à partir d'homopolymères de chloroprène impurs. Ces derniers sont obtenus par des procédés de polymérisation dans lesquels la colophane ou ses dérivés sont présents comme ému1sifiants ou comme produits tensio-actifs. Le néoprène à faible teneur en colophane peut également être le produit de polymérisation du monomère chloroprène par un procédé qui n'utilise pas la colophane ou ses dérivés comme composantes du système de réaction.
Ainsi le néoprène est préparé généralement par la méthode de la polyménsation en émulsion dans laquelle le monomère le 2-chloro-butadiène-1,3 est dispersé sous forme de fines gouttelettes dans de l'eau contenant un agent émulsifiant qui est généralement un savon alcalin de colophane ou résine de bois tel que le résinate de sodium. Pour être utilisable dans la préparation de ce mélange adhésif qui ne se sépare pas en deux phases, le polymère ainsi préparé doit être séparé de son milieu émulsionnant.
Il y a des techniques bien connues pour réaliser la séparation. Ces méthodes consistent à casser l'émulsion, à laver et à sécher la masse de néoprène. Il a été trouvé que ces techniques de séparation inefficaces donnent un néoprène qui peut contenir au moins 4 pourcent de colophane ou de ses dérivés.
Ainsi pour réduire la teneur en colophane d'un tel néoprène au-dessous de 20/o en poids il est nécessaire d'employer une technique de séparation basée sur la différence de solubilité du néoprène et de la colophane dans certaines classes de solvants. En général, le procédé d'extraction pour aboutir à ce nouveau néoprène avec une faible teneur en résine de bois comprend la dissolution du néoprène impur, qui a été séparé de sa forme latex, dans un ou plusieurs solvants, dans lesquels le néoprène est soluble. Des exemples de tels solvants sont des hydrocarbures aromatiques comme le toluène et le benzène, des hydrocarbures chlorés comme le tétrachlorure de carbone et des cétones comme la méthyléthylcétone, la phénylméthylcétone et le cyclohexanone.
A cette solution on ajoute alors un ou plusieurs solvants, dans lesquels la colophane est soluble à l'exclusion du néoprène, en quantité telle que le néoprène précipite complètement. Ensuite on sépare le néoprène précipité du mélange de solvants. Des exemples du dernier groupe de solvants comprennent des aikanols, comme le méthanol, l'éthanol et l'isopropanol, des éthers d'alcools, comme le diéthylèneglycole et le diéthylèneglycolemonoéthyléther et des ailkanolamines, comme la diéthyléthanolamine et la triéthanolamine.
Inutile de préciser que ces techniques de séparation de la résine de bois sont superflues lorsque le polych!lo- roprène provient d'un procédé de polymérisation dans lequel la résine et ses dérivés sont absents. De toute manière les polychloroprènes devant être utilisés dans la nouvelle colle ne doivent pas renfermer plus de 20/o de colophane ou de ses dérivés, quel que soit le mode de polymérisation.
Une deuxième propriété que doit présenter le poly chloroprène pour pouvoir être utilisé pour la préparation de colles qui ne se séparent pas en deux phases, se rapporte à la faible cristallinité, révélée par une température de transition de fusion, Tm, inférieure à 50 C.
Si le polychloroprène, qui est utilisé dans ce procédé, n'a pas le faible degré de cristallinité requis, on obtiendra des produits adhésifs avec une très faible viscosité qui pénétreront dans les supports poreux avec une vitesse indésirable. En plus des couches adhésives provenant de compositions basées sur des polychloroprènes avec une cristallinité élevée gardent leur pouvoir adhésif pendant une durée relativement courte.
Ceci crée des difficultés dans le cas où un grand nombre de supports doivent être encollés et gardés pendant une certaine durée avant qu'on puisse les coller les uns contre les autres. Il y a un autre fait d'une très grande importance. L'emploi de polychioro- prènes fortement cristallisés donne des produits adhésifs dont le pouvoir collant est fortement abaissé à température élevée, ce qui limite l'emploi de ces produits à des applications à des températures pas trop élevées.
Pour déterminer la température de transition de fusion Tm, ou le point de fusion cristallin ou le point de transition du premier degré, comme on l'appelle différemment, on peut utiliser des techniques analytiques bien connues par les experts. Ainsi on peut employer le procédé dilatométrique classique décrit par
J-T. Maynard et W. E. Mochel dans le Vol XIII (1954) p.235-250 du Journal of Polym. Science. Ou bien on peut se tourner vers l'analyse thermique différentielle, qui est préférée actuellement et qui est décrite dans le Textbook of Polymer Science de F. W. Billmeyer p. 157-164, publié en 1962 par Interscience
Publishers New York.
On doit noter que les polychloroprènes utilisables dans cette invention peuvent être préparés à partir de polychloroprènes non modifiés mais présentant une faible teneur en colophane et une faible cristallinité, mais aussi bien à partir de différentes qualités d'homopolymères du chloroprène qui se trouvent dans le commerce comme p. ex. des polychloroprènes qui renferment du soufre et du bisulfure de thiurame comme stabilisant. On peut également employer du polychloro- prène sous forme de sol renfermant du bisulfure de thiurame comme stabilisant, mais exempt de liaisons de soufre dans la molécule du polymère.
Sont également utilisables des polychloroprènes qui ont été modifiés pour donner différentes viscosités, différentes vitesses de vulcanisation, différentes propriétés à l'état vulcanisé, ainsi que des poids moléculaires, des couleurs, des structures de gel ou de sel différents.
En plus du néoprène, le nouveau mélange adhésif d'après l'invention doit renfermer un oxyde métallique et de préférence un antioxydant. Les oxydes métalli- ques ordinairement utilisés dans les colles de néoprène sont oxyde de magnésium et l'oxyde de zinc ou un mélange des deux dans la mesure où les deux oxydes donnent l'optimum des propriétés désirées. Les oxydes neutralisent l'acide chlorhydrique qui est libéré pendant le vieillissement du polychloroprène et protègent ainsi les supports qui sont en contact avec le mélange adhésif. D'autre part ce sont des agents de vulcanisation du néoprène et ils augmentent ainsi la résistance à la rupture des liaisons adhésives ainsi obtenues, en plus ils aident dans la vulcanisation à température ambiante des films de néoprène.
L'oxyde ou les oxydes métalliques ne devraient pas dépasser 30 /o en poids du néoprène dans la colle. Dans une composition préférée on incorpore un mélange de 40/o d'oxyde de magnésium et 50/o d'oxyde de zinc rapporté au poids du néoprène.
Comme il a déjà été dit, les colles au néoprène devraient renfermer un antioxydant pour empêcher la décomposition qui se manifeste par une décoloration.
Parmi les antioxydants qu'on peut ajouter il faut citer la phényl-alpha-naphtylamine, la phényl-bèta-naphtylamine, la phényl-bèta-naphtaline et le 2,2'-méthylènebis- (4-méthyl-6 tert. butyl-phéno,1). Des concentrations en antioxydant allant au maximum jusqu'à 20/o par rapport au néoprène sont suffisantes pour obtenir le résultat désiré.
Les solvants utilisables pour ces mélanges adhésifs peuvent comprendre des hydrocarbures aromatiques comme le toluène et le xylene, des hydrocarbures aliphatiques chlorés comme le tétrachlorure de carbone, des hydrocarbures aromatiques chlorés comme le o-di chlorbenzène et des cétones comme la méthyléthylcétone et la cyclohexanone. Quoiqu'on puisse se contenter d'un seul solvant pour la préparation de ces mélanges adhésifs, on utilise dans la plupart des cas deux ou plusieurs solvants qui, pris séparément, peuvent dissoudre ou non le néoprène. On a trouvé que ces mélanges de solvants donnent des mélanges adhésifs plus lisses que ceux obtenus par un seul solvant.
Des mélanges typiques de solvants sont: le toluène et l'hexane (1:2,5) le toluène et l'acétate d'éthyl (1:4), l'acétone et le kérosène (1:2) l'acétate d'éthyl et l'hexane (1:2) l'acétone et le cyclohexane (1:2) le toluène, l'exane et l'acétate d'éthyl (1:1,3:1). Toutes les concentrations sont données sur la base des pourcentages en volume. L'emploi de mélanges de solvants permet au technicien de mieux contrôler et de prévoir is propriétés adhésives du mélange adhésif qui en résulte. Ainsi le technicien devrait donner considération à des facteurs tels que la vitesse d'évaporation, la rétention du pouvoir collant, la viscosité et le potentiel de coagulation en choisissant ses solvants.
La concentration du solvant utilisé dépendra nécessairement de la teneur en matières solides qu'on désire obtenir dans le produit adhésif final.
En général le procédé utilisable pour la préparation des mélanges adhésifs selon l'invention comprend la dissolution du néoprène à faible teneur en résine de bois et à faible cristallinité dans le mélange de solvants approprié, l'addition de l'antioxydant et puis la dispersion des oxydes métalliques dans la solution. Les oxydes métalliques sont généralement ajoutés sous forme de dispersion broyée dans un solvant comme p. ex. le toluène. Les différents types de mélangeurs utilisables dans la préparation de mélanges adhésifs à base de néoprène sont bien connus et le choix du mélangeur le mieux approprié est laissé au technicien.
La viscosité et la teneur en matières solides varieront en fonction de l'application de la colle. Généralement on a des teneurs en matières solides de 15 à 30 /o en poids et des viscosités de 100 à 5000 centipoises.
Des résines phénoliques modifiées sont également introduites dans ce mélange adhésifs ne se séparant pas en deux phases selon l'invention afin d'augmenter la résistance à la chaleur des films qui en proviennent.
Les techniques de préparation de ces résines phénoliques modifiées sont bien connues aux spécialistes.
Ainsi des résines phénoliques alcoylées sont traitées avec de l'oxyde de magnésium pour former la résine modifiée désirée. La résine phénolique alcoylée est le produit de la réaction catalysée en milieu alcalin de l'aldehyde formique avec un phénol simple substitué en position para par des radicaux d'hydrocarbures alcoylés et arylés comme le butylphénol tertiaire, le p-isopropylphénol, le p-octylphénol et le p-phénylphénol. L'aldéhyde formique est présente en excès par rapport au phénol. Cette réaction se déroule généralement en présence d'oxyde de magnésium qui ne dépasse pas 100/o du poids de la résine.
Cette résine phénolique modifiée peut être introduite dans les compositions adhésives de cette invention en concentrations allant de 10 à 1000/o par rapport au poids de la résine avec un optimum se situant entre 40 et 60 /o du poids du néoprène.
Ces résines phénoliques alcoylées modifiées sont généralement solubles dans les solvants utilisés pour la préparation des solutions de néoprène et sont également compatibles avec le néoprène. Ainsi elles peuvent être mélangées avec le néoprène préalablement préparée jusqu'à obtention d'un système homogène. Si on le désire, on peut ajouter cette résine phénolique modifiée à toute autre étape de la préparation. Le mélange adhésif renfermant ces résines modifiées lâche le solvant rapidement et donne une force cohésive élevée à température ambiante et à température élevée.
On peut éventuellement incorporer d'autres additifs aux mélanges adhésifs de cette invention pour modifier leurs propriétés. Dans ces additions on peut inclure des charges invertes comme du noir de fumée, du kaolin et des silicates, des accélérateurs de vulcanisation comme le monosulfure de tétraméthylthiurame, l'oxyde de plomb, la triéthyl-triméthylène-triamine, la s-diphénylw thiourée, le sel di-o-tolyguanidine du borate de dicatéchol, l'acide salicylique, le soufre et des plastifiants comme l'oléate de butyle et des huiles végétales non saturées et ainsi de suite.
Dans tous les cas les mélanges adhésifs ainsi préparés montreront une stabilité et un pouvoir collant satisfaisants. En ce qui concerne leur propriété de ne pas se séparer en deux phases, les mélanges adhésifs préparés comme spécifié avec un néoprène ne renfermant pas plus de 20/o de colophane et ayant les propriétés de cristallinité spécifiées plus haut, ne montrent aucun indice de séparation de phases pendant des périodes au(delà de 6 mois. Par contre des mélanges adhésifs avec des teneurs en colophane plus élevées se séparent en deux phases au bout de 36 heures à 2 semaines après leur préparation.
En employant les mélanges adhésifs d'après cette invention, on peut les appliquer aux supports par un grand nombre de techniques d'enduction. Ainsi on peut employer des moyens mécaniques comme des spatules, des brosses, des truelles dentées, des rouleaux et des pulvérisateurs. En pratique les colles sont habituellement appliquées sur les 2 surfaces qui doivent être collées. Les supports ainsi enduits, sèchent pour enlever les solvants, et puis sont collés face contre face par la simple application d'une pression suffisante pour assurer un contact intime. Le poids de la couche de colle appliquée peut varier en fonction de la composition utilisée et de son emploi final. I1 se situera après séchage normalement enxre 0,012 à 0,5 mm avec des valeurs typiques entre 0,025 et 0,101 mm.
Les mélanges adhésifs d'après cette invention peuvent être utilisées pour le collage et le laminage d'une grande variété de supports, comprenant des tissus, du cuir, des plaques et des feuilles en plastic, bois, etc.
On devrait noter ici qu'on pense que l'explication théorique du phénomène de la séparation en deux phases des mélanges adhésifs à base de néoprène actuellement sur le marché peut être donnée par la réaction des composantes acides de la résine avec des ions provenant des oxydes métalliques comme de l'oxyde de magnésium pour former des savons métalliques flocculants des acides résiniques. L'emploi d'un homopolymère de chloroprène avec une faible teneur en résine de bois est la meilleure méthode commercialement réalisable pour empêcher cette flooculation.
Cependant on devrait noter que par estérification des acides contenus dans les résines de bois on peut produire des éther-sels résistants à l'hydrolyse et qu'ainsi la formation des savons résiniques peut être empêchée.
Ce but est également obtenu en employant des systèmes anhydres qui empêchent la réaction des ions métalliques avec les composantes acides de la résine.
Actuellement ces deux procédés sont commercialement impraticables.
Les exemples suivants vont illustrer davantage la manière qui paraît actuellement la meilleure pour mettre l'invention en oeuvre. Dans ces exemples des homopolymères de polychloroprène furent utilisés dans tous les cas et toutes les parties sont indiquées en poids s'il n'est pas spécifié autrement. La température de fusion de transition de tous les échantillons de néoprène utilisés était inférieure à 50 à moins qu'il soit noté autrement.
Exemple A
Cet exemple illustre un procédé typique pour la préparation dwun néoprène à faible teneur en colo- phane, applicable dans la préparation des mélanges adhésifs qui ne se séparent pas en deux phases d'après cette invention. Il montre également la teneur en résine de bois des néoprènes impures qui se trouvent sur de marché.
Un récipient muni d'un agitateur mécanique fut chargé de 300 parties de toluène. A ce dernier on ajoutait 100 parties de néoprène prémastiqué du type renfermant du disulfure de thiurame comme stabilisant mais qui n'avait pas subi d'interpolymérisation par le soufre. Le mélange fut agité jusqu'à ce que le néoprène fût complètement dissout. En maintenant l'agitation, on ajoutait 150 parties de méthanol lentement à ia solution de néoprène. On continuait à ajouter du méthanol jusqu'à précipitation complète du néoprène.
Le mélange des solvants fut enlevé et le néoprène fut redissout dans 300 parties de toluène et la procédure d'extraction fut répétée. On a trouvé que le procédé d'extraction a enlevé 4,5 parties de colophane néoprène.
On a répété ce procédé dans les mêmes conditions en remplaçant un néoprène plus tendre et un néoprène qui avait subi l'extraction dans le procédé décrit plus haut. Par ces traitements, des concentrations de colts phane furent extraites des deux polymères de néoprène qui furent comparables à celles extraites du néoprène modifié de l'extraction originale.
Exemple B
Cet exemple illustre également la préparation de néoprènes ayant une faible teneur en colophane qu'on peut employer pour la préparation de mélanges adhésifs ne se séparant pas en deux phases, d'après cette invention. B identifie clairement a substance extraite du néoprène qui doit être purifié.
Le procédé décrit dans l'exemple A, dans lequel le néoprène fut soumis à deux extractions, fut répété avec l'exception suivante.
Pour extraire le néoprène non modifié de la solution à 25eue dans le toluène on a ajouté à celle-ci un mélange méthanol-acétone dans le rapport de 90:10.
Après la première extraction on a trouvé que 2,35 parties de résine de bois avaient été séparées du néoprène.
Au moyen d'un spectrophotomètre infrarouge Beckman IR-9 on a pu faire des comparaisons entre les spectres à l'infrarouge du néoprène impur de départ et du néoprène purifié après deux extractions d'après la méthode décrite. Le néoprène impur a donné une pointe d'absorption très forte à 5,9 microns qui révèle la présence de groupes carboxylés non-ionisés. Cette pointe ne se trouvait pas dans le spectre du néoprène purifié. On admet que les groupes carboxyles trouvés dans le néoprène impur sont à attribuer à la résine de bois restant dans le néoprène après son évacuation de l'émulsion de départ. Pour confirmer cette constatation le néoprène purifié fut mélangé avec 20/o de résine de bois.
Le spectre à l'infrarouge de ce mélange montrait de nouveau cette forte pointe d'absorption à 5,9 microns, ce qui prouve la présence de résine de bois dans le néoprène impur de départ.
Les exemples suivants illustrent les mélanges adhésifs et donnent des indications avantageuses ou préférentielles quant aux manières utilisables pour les préparer.
Exemple I
Cet exemple illustre la préparation d'une colle au néoprène typique. Il montre en plus les particularités inhabituelles quant à la séparation en deux phases de ces colles.
Les ingrédients suivants furent introduits dans un récipient mélangeur et soumis à l'agitation jusqu'à obtention d'une dispersion homogène.
parties
néoprène renfermant moins d'un pourcent
de colophane 100
2,2' < ni5thylène bis (4méthyl tert.
butylphéooi) 2
(antioxydant)
une dispersion broyée de 5 paSs d'oxyde
de magnésium dans 5 parti dge toluène 10
un mélange de solvants d'acétone, de
hexane et de toluène mélangés dans les
rapports 3,7:5,3:1 400
Au mélange ainsi obtenu on a ajouté 60 parties d'une résine p-tert. butyl phénolique résultant de la
réaction du p-tert-butylphénol avec un excès de form
aldehyde. Préalablement cette résine avait été traitée avec îO0/o, en poids de la résine, d'oxyde de magnésium. Le mélange complet a été agité jusqu'à ce qu'une colle homogène et lisse fut obtenue.
Conservée dans un récipient en verre à température ambiante le mélange adhésif ainsi obtenu ne montrait aucun signe de sépa
ration en phases, même après une période au-delà de 6 mois. En plus ce mélange fut utilisé avec succès pour le collage de nombreux supports cellulosiques.
Exemple II
Cet exemple illustre la nécessité d'utiliser du néoprène qui ne contient pas plus de 20/o en poids de colophane, pour la préparation de nouveaux mélanges adhésifs qui ne se séparent pas en deux phases d'après cette invention.
Les compositions suivantes furent préparées en mélangeant les ingrédients spécifiés.
Compositions
1 2 3* 4* 5* 6* 7*
Mélange adhésif au néoprène (préparée d'après le procédé décrit dans l'exemp,le I) 100 100 100 100 100 100 -
Colophane bois cornmerciale - 2 3 10 - -
Ester résinique de pemaeryhritol - - - - 3,5 -
Colophane extraite du néoprène impur - - - - - 3
Mélange adhésif préparé avec du néoprène renfermant 4,5 parties de colophane - - - - - - 100 * Comparatifs
Ces compositions furent conservées à température ambiante dans des récipients en verre. Elles furent examinées périodiquement pour pouvoir détecter les premieres traces de la séparation en phases. Ainsi le temps de la première apparition du phénomène de la séparation en phases dans les différentes compositions est noté dans le tableau suivant.
Composition Temps requis jusqu'à l'apparition du
phénomène de séparation en phases
1 > 6 mois
2 > 6mois
3* 4 jours
4* 36heures
5* 7 jours
6* 4 jours
7* 4 jours * Comparatifs
Ces chiffres montrent clairement la nécessité d'utiliser du néoprène ne contenant pas plus de 20/o de colophane pour la préparation de mélanges adhésifs à base de néoprène ne se séparant pas en deux phases d'après le procédé de cette invention.
Exemple III
Cet exemple illustre les propriétés adhésives excellentes de ces mélanges adhésifs, ne se séparant pas en deux phases, d'après cette invention. I1 montre d'autre part que ces propriétés sont comparables aux propriétés correspondantes des colles au néoprène actuellement disponibles en dépit du remplacement du néoprène usuel par un néoprène à faible teneur en résine de bois.
La composition de colle dont la préparation a été décrite dans l'exemple I ci-dessus et une colle comparative au néoprène du commerce (Formule 7 de l'exemple II) furent soumis au test suivant pour déterminer leurs forces cohésives respectives.
Deux bandes de 2,5 cm de largeur de toile à voile non traitée furent enduites de trois couches successives de colle, chacune ayant une épaisseur à l'état humide de 0,1 mm, pour obtenir une couche continue de chaque colle devant être soumis à l'investigation.
Chaque couche fut appliquée après séchage complet de la couche précédente, c. à. d. après environ 30 minutes. Alors que la dernière couche était encore col lunte les deux bandes furent placées face à face l'une contre l'autre. Le laminé ainsi obtenu fut passé au rouleau à main pour assurer un bon contact entre les pellicules enduites. L'application de chaleur était absolument inutile pour assurer le collage. Le laminé fut finalement attaché à un appareil Instron servant à déterminer la résistance à la rupture. Le laminé fut attaché par un bout de l'extrémité de chaque bande de toile qui était resté sans enduit. Le laminé fut ensuite séparé à une vitesse de 5 cm par minute. La force requise pour séparer le laminé de toile fut enregistrée.
Les mélanges adhésifs de cette invention ainsi que la colle au néoprène commercial montraient des valeurs de séparation voisin de 4,45 kilos par centimètre. La conservation des excellentes propriétés adhésives des mélanges adhésifs selon la présente invention est ainsi clairement démontrée, nonobstant l'utilisation de néoprène à faible teneur en colophane.
Exemple IV
Cet exemple illustre la préparation d'un autre mélange adhésif typique de cette invention. n montre en outre la propriété de non-séparation en phases de telles colles.
Les composantes suivantes furent introduites dans un récipient de mélange et agitées jusqu'à obtention d'une dispersion homogène.
Parties
Néoprène renfermant moins de 1 o/o de
cdophane 100
2,2'-méthylène bis (rnéthyl-6
tert.butylph6nol) 2
(antioxydant)
Un mélange de solvants
acétone : hexane : toluène
dans le rapport 3,7 : 5,3:1 400
A la solution ainsi obtenue on ajoutait 60 parties d'une résine p-tert. butylphénolique provenant de la réaction du p-tert. butylphénol avec un excès d'aldéhyde formique. La résine avait réagi préalablement avec 10% en poids de la résine d'oxyde de magnésium.
Le mélange complet fut ensuite agité jusqu'à obtention d'une colle lisse et homogène.
Etant conservée à température ambiante dans un récipient en verre, le mélange adhésif ainsi obtenu ne montrait aucune trace de séparation de phases, même au-delà de six mois. En plus, la composition décrite ci-dessus, fut employée avec succès comme adhésif pour le collage d'une grande variété de supports cellulosiques.
Exemple V
Cet exemple illustre la nécessité d'employer pour la préparation des nouveaux mélanges adhésifs qui ne se séparent pas en deux phases, seulement ceux des néoprènes à faible teneur en colophane, qui ont également une température de fusion de transition dans les limites spécifiées ci-dessus, c'est-à-dire moins de 500 C environ.
Les mélanges adhésifs suivants furent préparés d'après le procédé décrit dans l'exemple I.
Parties
Formule I Formule II
Néoprène renfermant moins de 1 O/o de colophane et ayant une température de transition de fusion due 600 C 13,60
Néoprène contenant moins de 1 O/o de colophane et ayant une température de transition de fusion de 30-390 C - 13,60
Une résine p4crt.butylphénolique provenant de la réaction du p te°t-buty1phénol avec un excès d'aldéhyde formique.
La résine avait réagi préalablement avoc 10 oxo (p. r. au poids de la résine) d'oxyde de magnésium 6,95 6,95
Une dispersion broyée de 5 parties d'oxyde de magnésium dans 5 parties de toluène 1,36 1,36 toluène 10,60 10,60 mthyl éthyl-cétone 2,50 2,50 hexane 39,90 39,90 acétone 26,40 26,40 eau 0,05 0,05
En mesurant la viscosité de chacune de ces compositions au moyen d'un viscosimètre Brookfield à 22 C avec un rotor No 2 tournant à 20 tours par minute on a trouvé que la formule No 1 avait une viscosité de 200 centipoises, tandis que la viscosité de la formule 2 mesurait environ 400 centipoises.
La durée pendant laquelle le pouvoir collant se maintient sur les couches adhésives pour chacune des formules fut déterminé par une technique qui consiste à étaler une couche de 0,025 mm de chaque produit sur un grand nombre d'échantillons de film de téréphtalate de polyéthylène mesurant 7,5 X 15 cm. A une température de 24 C des essais périodiques furent exécutés pour faire adhérer ces échantillons l'un contre l'autre afin de déterminer ainsi la durée maximum pendant laquelle les couches adhésives des différentes compositions maintiennent leur pouvoir collant. Ainsi on a trouvé que les couches adhésives en provenance de la formule No 1 gardaient leur pouvoir collant seulement pendant 15 minutes, tandis que les couches de la formule No 2 gardaient leur pouvoir collant pendant 3 heures.
Ensuite les deux compositions furent comparées du point de vue de leur force adhésive à température élevée au moyen d'un test de cisaillement décrit dans la norme ASTM No D 1002 publiée par la American
Society for Testing Materials . Ce test comprend l'application d'une couche de 0,025 mm (à sec) de chaque composition sur la surface de deux plaquettes en aluminium mesurant 7,5 x 2,5 cm. Les plaquettes ainsi enduites furent collées deux par deux de façon à laisser sur chaque plaquette une surface de 1,2 x 2,5 cm non couverte. Après durcissement pendant 3 jours à 22 C, les laminés ainsi obtenus furent soumis aux forces de cisaillement dans un appareil Instron, pour déterminer la force nécessaire pour le délaminage. Ce test a été effectué aux températures de 24 C et de 1000 C.
La meilleure résistance à température élevée des pellicules adhésives provenant de la composition No 2 est prouvée par les données suivantes.
Température Force de cisaillement en kilos/cm2 de l'essai Formule I Formule II 2A"C 58 64 1000 C 11,5 25,5
Les résultats de toutes ces séries d'essais indiquent clairement l'importance d'utiliser seulement ceux des polychloroprènes avec une faible teneur en colophane dont la température de transition de fusion est inférieure à 50 C pour la préparation des nouveaux mélanges adhésifs d'après cette invention qui ne se séparent pas en deux couches
En résumé, il est ainsi établi que cette invention préconise pour la préparation et l'emploi des nouveaux mélanges adhésifs au néoprène qui ne se séparent pas en deux phases des polychloroprènes avec une faible teneur en résine et une faible cristallinité.