Différentes techniques de masquage de fonctions isocyanate, : Application aux hybrides polyester insaturé-polyuréthane

par Evelyne Querat

Thèse de doctorat en Physicochimie des polymères

Sous la direction de Jean-Pierre Pascault.

Soutenue en 1994

à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec LMM - Laboratoire des Matériaux Macromoléculaires (Lyon; INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Microencapsulation
• Polyuréthanes
• Isocyanates

Résumé

L'utilisation d'isocyanates masqués qui relibèrent leurs fonctions isocyanate à haute température permet de disposer d'un système monocomposant stable à température ambiante et réactif à haute température. Cette étude concerne différents procédés de masquage d'isocyanates en vue d'une application dans les résines polyester insaturée pour moulage. L'objectif est de synthétiser des hybrides polyester insaturé-polyuréthane haute performance. Classiquement, les isocyanates bloqués proviennent de la réaction d'un isocyanate avec un composé à hydrogène mobile. Nous avons développé le blocage par un ester d'acide hydroxamique porteur d'une double liaison susceptible de copolymériser. La température de déblocage inférieure à 100°C est intéressante mais nous avons mis en évidence un problème de dégradation de cet agent bloquant. Les deux autres procédés étudiés, blocage par dimérisation d'isocyanates et masquage par microencapsulation, présentent l'avantage de ne pas libérer de petites molécules dans le milieu. Les mécanismes de réaction du cycle urétidione avec des fonctions alcool font intervenir la dissociation du cycle et la formation d'allophanates. L'emploi de catalyseur est nécessaire pour abaisser la température de déblocage. Quant à la microencapsulation, mise au point sur le dimère de toluène diisocyanate, elle conduit à une bonne stabilité au stockage. Les réactifs,isocyanate et amine, peuvent être choisis pour une application dans les polyesters insaturés.

Titre traduit

= Isocyanate Masking Processes : Application To Unsaturated Polyester-Polyurethane Hybrids

Résumé

The use of masked isocyanate that release their isocyanate groups at high temperature allows to get a one-component system, stable at room temperature and reactive at high temperature. This study deals with different isocyanate masking processes, with a view to an application in unsaturated polyester resins for molding. The aim is to synthesize high performance unsaturated polyester-polyurethane hybrids. Generally, a blocked isocyanate results from the reaction of an isocyanate with an active hydrogen-containing compound. We have developped the blocking by an hydroxamic acid ester having a double bond able to polymerize. The deblocking temperature below hundred degrees Celsius is interesting, but we have shown a problem of degradation of this blocking agent. The two other processes studied, blocking by isocyanate dimerization and masking by micro encapsulation, offer the advantage that no side products are formed in the middle. The mechanisms of reaction of the uretidione ring in dimer with alcohol groups in volve the ring dissociation and allophanates formation. The use of catalysts is necessary to lower the deblocking temperature. As for the micro encapsulation, carried out with the toluene diisocyanate dimer, it leads to good stability during storage. The reagents, solid isocyanate and amine as encapsulating agent, can be chosen for an application in unsaturated polyesters.