Utilisations des résines aminiques

uses of amino resins

Les résines aminés constituent une classe polyvalente de matériaux avec un large éventail d’applications. Ils sont généralement formés par la réaction d’une amine avec un formaldéhyde et peuvent être modifiés avec divers autres additifs.

Les résines aminés sont utilisées dans diverses industries, notamment :

  1. Travail du bois : Les résines aminés sont un composant majeur des adhésifs utilisés dans l’industrie du travail du bois. Ils sont utilisés pour lier les particules de bois entre elles pour former des produits tels que des panneaux de particules, du MDF et du contreplaqué.
  2. Revêtements : les résines aminés sont utilisées dans une variété de revêtements, notamment les peintures, les vernis et les adhésifs. Ils offrent une bonne adhérence, dureté et résistance chimique.
  3. Plastiques : les résines aminés peuvent être utilisées pour produire une variété de plastiques, notamment des pièces moulées, des films et des feuilles. Ils sont également utilisés comme liant dans les composites.
  4. Textiles : Les résines aminés sont utilisées pour améliorer la résistance et la durabilité des textiles. Ils sont également utilisés pour produire des tissus ignifuges.
  5. Autres applications : Les résines aminés ont de nombreuses autres applications, notamment dans la production de mousses, de meules et de résines échangeuses d’ions.

Le plus gros consommateur de résines aminées est l’industrie du bois. Les résines aminés ont largement remplacé les colles naturelles à base de protéines, comme les colles de gluten, de caséine, de soja et d’albumine sanguine.

Table des matières

1. Colles à résine pour l’industrie du bois

Les colles à bois à base de résine aminée sont un type d’adhésif couramment utilisé dans l’industrie du bois. Ils sont disponibles sous deux formes : liquide et poudre. Les colles liquides à base de résine aminée ont une durée de conservation de plusieurs semaines à six mois, tandis que les colles à base de résine aminée en poudre ont une durée de conservation d’un an ou plus.

Pour utiliser de la colle à bois à base de résine aminée, la résine doit d’abord être mélangée à un agent de durcissement. L’agent durcisseur peut être un liquide ou une poudre. Une fois la résine et le durcisseur mélangés, la colle peut être appliquée sur les surfaces en bois à coller.

Les colles à bois à base de résine aminée sont généralement utilisées pour lier les particules de bois entre elles afin de former des produits tels que des panneaux de particules, du MDF et du contreplaqué. Ils peuvent également être utilisés pour coller du contreplaqué et des panneaux lattés ensemble, ainsi que pour coller des composants en bois pour la construction de meubles.

Les colles à bois à base de résine aminée sont généralement peu coûteuses et ont des temps de pressage courts. Ils possèdent également des propriétés techniques adéquates pour la plupart des applications. Cependant, elles ne sont pas aussi résistantes à l’eau que les colles à la mélamine ou à la résine phénolique.

La colle à bois à base de résine aminée la plus importante d’un point de vue économique est la colle à base de résine d’urée. En effet, la colle à base de résine d’urée est peu coûteuse et a des temps de pressage courts. La colle à base de résine d’urée est généralement utilisée pour produire des panneaux de particules de bois.

Les colles à base de résine mélamine et les condensats mixtes de formaldéhyde, d’urée, de mélamine et/ou de phénol sont également utilisés dans l’industrie du bois. Ces colles sont plus résistantes à l’eau que la colle à base de résine d’urée, mais elles sont également plus chères.

Les résines MDF sont un type de colle à bois à base de résine aminée qui est devenue de plus en plus importante depuis les années 1980. Les résines MDF sont des résines urée-formaldéhyde à faible viscosité utilisées dans la production de panneaux de fibres de densité moyenne.

Les colles à bois à base de résine aminée sont un type d’adhésif polyvalent et économique utilisé dans diverses applications dans l’industrie du travail du bois.

2. Résines d’imprégnation

Les résines d’imprégnation urée-formaldéhyde ou mélamine-formaldéhyde sont utilisées dans le traitement des papiers pour des applications décoratives. Les propriétés des résines aminées, notamment la luminosité, la dureté, la résistance à l’abrasion, la résistance aux rayures et la photostabilité, les rendent adaptées à cette fonction.

Les papiers imprégnés remplissent une double fonction : soit comme constituants dans la création de stratifiés décoratifs, soit comme revêtements pour panneaux de particules de bois. Les papiers imprégnés de résine de mélamine ont une plus grande stabilité thermique et une plus grande résistance à l’eau que la résine d’urée.

Le procédé comprend le séchage des bandes de papier imprégnées de résine aminée dans un four fonctionnant à des températures allant de 70 à 200°C. Ensuite, les feuilles séchées sont stockées dans des environnements climatisés jusqu’à leur utilisation.

Une gamme diversifiée de papiers imprégnés de résines aminées est réquisitionnée dans la production de stratifiés décoratifs. Les papiers conçus pour conférer des motifs ornementaux à des cartons composés de nombreuses couches de papier kraft imprégné de résine phénolique, appelés stratifié haute pression (HPL) et stratifié pressé en continu (CPL), revêtent une importance particulière.

Cependant, une partie importante de la fabrication contemporaine de stratifiés repose sur l’application directe de papiers décoratifs imprégnés de résines aminées sur des substrats appropriés, tels que des panneaux de particules, des panneaux de fibres de densité moyenne (MDF) ou des panneaux de fibres de haute densité (HDF). Ces stratifiés sont communément abrégés en DPL (stratifié pressé directement) ou LPM (mélamine basse pression).

Les films de sol et les films décoratifs, similaires aux placages, sont également traités avec une imprégnation de résines aminées. Ils trouvent une application analogue dans l’industrie du meuble. Généralement dérivés de résines d’urée, ces films sont également réalisés dans une certaine mesure à partir de mélanges de résines de mélamine et d’urée.

3. Matériaux de moulage

Les matériaux de moulage sont des composites constitués d’une charge, telle que de la cellulose ou de la sciure de bois, et d’un liant. Le liant peut être une résine urée ou une résine mélamine.

Les matériaux de moulage à base de résine de mélamine sont supérieurs à ceux à base de résine d’urée car ils ont de meilleures propriétés de durcissement, une résistance mécanique plus élevée et une plus grande résistance aux courants de suivi et à l’humidité.

Les matériaux de moulage sont utilisés pour fabriquer une variété d’objets, notamment :

  • Prises électriques, interrupteurs, caches et accessoires téléphoniques
  • Boutons
  • Vaisselle de camping, d’hôpital et de cantine
  • Boîtes de jonction et composants isolants

Des résines mixtes combinant certaines des propriétés des résines individuelles sont également utilisées.

4. Matières premières pour revêtements de surface

Les résines aminés ne sont pas très utiles en tant que revêtements de surface. Ils sont généralement éthérifiés avec du butanol ou de l’isobutanol et dissous dans ces solvants. Certaines marques sont également modifiées avec du méthanol, de l’éthanol ou des propanols.

Les résines aminés sont trop fragiles pour être utilisées seules comme liants dans les revêtements de surface. Cependant, ils sont très utiles en combinaison avec d’autres liants. Les résines d’urée et les résines de mélamine sont les composants de réticulation les plus importants pour les résines alkydes.

Les finitions à séchage physique sont obtenues en ajoutant des résines aminées aux finitions nitrocellulosiques. L’ajout de ces résines améliore la dureté, le corps et la stabilité à la lumière. Le principal domaine d’utilisation est la finition des meubles.

Les finitions durcissables à l’acide sont obtenues en ajoutant des résines alkydes ou des résines polyester saturées. Ces finitions peuvent être durcies par ajout d’un acide, tel que l’acide chlorhydrique, l’acide p-toluènesulfonique ou un dérivé de l’acide phosphorique, à une température élevée.

Les revêtements obtenus sont très durs et résistants aux rayures, aux solvants et aux effets de la lumière. Les résines d’urée sont plus importantes que les résines de mélamine, notamment dans la finition des meubles et le scellement des parquets.

Les finitions thermodurcies sont obtenues en combinant des résines aminées avec des résines alkydes, des résines polyester saturées, des résines acrylates thermodurcissables ou des résines époxy. En raison de leurs bonnes propriétés mécaniques, de leur brillance et de leur résistance, ces finitions cuites sont extrêmement importantes dans la finition industrielle des métaux, par exemple pour les carrosseries automobiles, les appareils électroménagers, les meubles métalliques et les conteneurs.

Les résines aminés utilisées dans l’industrie du revêtement de surface ont une durée de conservation de six mois à plusieurs années à température ambiante. Ils sont expédiés dans des conteneurs en tôle pleine ou galvanisée. Seules des citernes en acier inoxydable ou en aluminium sont utilisées pour le transport par camions-citernes et wagons-citernes.

5. Auxiliaires papier

Dans l’industrie du papier, les résines aminées sont utilisées pour améliorer à la fois la résistance du papier lorsqu’il est sec et, plus important encore, lorsqu’il est mouillé. Contrairement à l’industrie textile, ces résines sont mélangées au matériau papier avant que la réaction ne se produise.

Ils adhèrent aux fibres puis se transforment grâce à une réaction chimique qui se déroule dans un environnement acide. Il faut environ deux à quatre semaines pour que le papier atteigne sa résistance maximale grâce à ce processus.

Selon le type de fibre utilisé, l’ajout d’environ 1 à 5 % de résine en poids suffit à rendre le papier résistant lorsqu’il est mouillé. Les résines aminés jouent également un rôle en conférant aux papiers une finition résistante à l’eau, en particulier lorsque le papier est recouvert d’amidon.

Parmi ces résines, celles dérivées de l’urée sont particulièrement importantes. Ils commencent comme des composés ayant une certaine structure et sont modifiés en ajoutant des amines pour leur donner une charge positive, ou en ajoutant des sulfites pour les rendre négatives.

Une fois modifiés, ces composés réagissent davantage dans un environnement acide. Le résultat final est un type de résine qui peut se dissoudre dans l’eau. Cette propriété les aide à adhérer aux fibres du papier, en particulier celles qui sont chargées négativement. Cependant, si nous voulons utiliser des résines chargées négativement, nous devons inclure du sulfate d’aluminium.

Les résines de mélamine jouent également un rôle crucial en rendant le papier résistant lorsqu’il est mouillé. Ces résines réagissent avec les acides pour créer des matériaux fortement acides porteurs d’une charge positive. Ces matériaux sont maintenus stables par une charge électrique et sont constitués d’hydroxyméthylmélamines partiellement condensées.

Les résines de mélamine qui ont été modifiées avec de l’acide aminocaproïque peuvent remplacer, seules ou en combinaison avec d’autres substances, tout ou partie des composés de type savon utilisés dans le traitement du papier.

Ces résines sont également utilisées pour fabriquer des pâtes d’amidon capables de résister à l’humidité. Ces pâtes sont utilisées pour coller du carton ondulé.

6. Auxiliaires textiles

Les auxiliaires textiles à base d’urée, de mélamine et de formaldéhyde sont majoritairement monomères et ne forment pas de résines. Ils réagissent avec les groupes hydroxyles primaires de la cellulose pour former des liaisons covalentes supplémentaires plus fortes. L’autocondensation a lieu à la surface des fibres synthétiques.

Les adduits purs urée-formaldéhyde, mono- et dihydroxyméthylurée, sont solubles dans l’eau et cristallisent facilement. Ils sont utilisés pour fournir des finitions infroissables et résistantes au lavage et à l’usure pour les textiles cellulosiques et les mélanges de fibres cellulosiques avec des matières synthétiques et de la laine.

Les composés hydroxyméthylés de l’urée qui présentent un degré élevé de condensation et possèdent une concentration élevée de groupes éther sont utilisés pour produire des effets de renforcement hautement élastiques et une bonne résistance au lavage des tissus cellulosiques.

Un groupe important est constitué par les composés hydroxyméthylés des dérivés cycliques de l’urée. Les composés acycliques, tels que divers carbamates d’alkyle, sont également des agents de finition typiques.

Les dérivés d’hydroxyméthylmélamine et leurs éthers revêtent une certaine importance pour fournir des finitions de haute qualité, mais ils ont été largement remplacés par les types de réactifs. Les finitions obtenues avec des hydroxyméthylmélamines sont plus résistantes au lavage que celles obtenues avec des hydroxyméthylurées.

Les composés hydroxyméthylmélamine sont préférés pour les finitions en relief où le tissu peut être endommagé mécaniquement.

7. Auxiliaires en cuir

Le retannage de résine est un processus de renforcement du cuir tanné au chrome à l’aide de composés hydroxyméthylés d’urée, de thiourée, de mélamine, de dicyanodiamide et d’éthers de ceux-ci.

Les solutions aqueuses de résines doivent pénétrer dans la peau avant que la condensation ne commence. Le catalyseur de condensation acide (pH 3,9 à 4,5) ne doit pas réduire la période d’activité de la liqueur de bronzage ni endommager la peau.

Les résines peuvent être rendues cationiques à l’aide d’amines ou anioniques au moyen d’un bisulfite. Les résines anioniques à base de mélamine ou de dicyanodiamide rendent le cuir très résistant et souple et laissent la couleur inchangée.

Les groupes hydroxyméthyle réagissent avec les groupes actifs de la fibre de collagène, qui possède une teneur élevée en glycine, proline et oxyproline.

8. Autres utilisations

Le nombre d’utilisations possibles des résines aminées est en constante augmentation. Cependant, l’importance de certaines utilisations, comme les agents ignifuges, a diminué.

Certaines applications, comme les résines de coulée, se sont révélées insatisfaisantes en pratique. D’autres applications sont encore en phase de développement et leur adéquation industrielle ne peut pas encore être évaluée.

Référence