Brevet FR2000614A1 — publié le 19690912

Il est connu de traiter les résines synthétiques thermoplastiques par moulage par injection et les résines thermodurcissables par injection et pressage. Dans les deux cas, la matière synthétique qui se présente sous forme pulvérulente ou granuleuse et à laquelle sont éventuellement incorporées des charges, est mise sous pression à l'état chaud. Il est également connu de couler dans des moules ouverts les résines synthétiques durcissables qui sont liquides à la température ambiante. Lorsque l'on utilise des matières plastiques solides à la température ambiante, la viscosité du produit dans les conditions d'injection et de pressage est relativement élevée ce qui limite la proportion de charge.C'est pourquoi, il a déjà été proposé de mouler conjointement une résine synthétique liquide durcissable avec des charges fibreuses dans un procédé d'injection et de pressage. Dans ce cas également, étant donné la texture fibreuse de la charge, la quantité de charge que l'on peut utiliser est relativement limitée et c'est pourquoi on a proposé d'ajouter à la charge une quantité plus importante de résine synthétique liquide que cela n'est nécessaire pour l'obtention de l'objet moulé, cela afin d'enrichir l'objet pressé en charge fibreuse, étant donné que la résine synthétique liquide peut s'échapper du moule alors que la charge fibreuse reste enfermée dans celui-ci. L'objet pressé se présente dans ces conditions comme une sorte de gâteau de feutre qui est largement enrichi en matières synthétiques fibreuses.L'inconvénient de ce procédé est qu'une quantité relativement importante de matière plastique est perdue. L'invention vise à éviter ces inconvénients. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication des objets moulés en résine synthétique durcissable additionnée de charges dans lequel on injecte dans des moules chauffés des mélanges qui comprennent, d'une part des résines synthétiques durcissables qui sont liquides à la température ambiante et qui ne donnent lieu à aucun produit secondaire volatil au moment du durcissement, lesquelles sont de préférence des résines polyesters ou des résines époxy non saturées, éventuellement avec adjonction d'activateurs et d'accélérateurs de durcissement, avec d'autre part, des charges inorganiques de préférence minérales. Selon l'invention, pour l'essentiel, un mélange de résine synthétique et de charges pulvérulentes ou finement granuleuses, en proportion de une partie en poids de résine pour deux à quatre parsies en poids de charge, est injecté par des canaux chauffés à l'intérieur d'un moule, sous une pression qui est comprise à peu près entre 20 et 150 atmosphères. in choisissant comme charge une substance pulvérulente ou finement granuleuse et comme résine une résine synthétique liquide durcissable, on obtient une viscosité relativement faible avec un mélange contenant une proportion élevée de charge.Grâce au fait que le mélange de résine et de charge est injecté au travers des canaux chauffés, on obtient encore une réduction de la viscosité, et grâce à l'application de pressions pouvant atteindre 150 atmosphères, on parvient à injecter aussi au travers des canaux, un mélange de résines synthétiques et de charge dont la viscosité est plus forte. Dans ces conditions, on parvient à augmenter la proportion de charge de l'objet pressé. Grâce à quoi, on peut avoir jusqu'a quatre parties en poids de charge pour une partie de résine. Dans ces conditions, les caractéristiques de l'objet pressé sont largement déterminées par celles de la charge et l'on parvient à fabriquer des objets satisfaisants aux exigences les plus sévères quant à la tenue électrique et aux conditions de conductibilité thermique. Grâce au fait que les canaux étroits au travers desquels le mélange est injecté dans le moule sont chauffés, on a en premier lieu l'avantage que déjà lors du passage de la masse au travers de ces canaux on obtient un réchauffage important et général, ce qui raccourcit notablement le délai de durcissement, cela même dans le cas des objets moulés de grande dimension. Grâce au fait que l'on utilise des quantités relativement importantes de charges inorganiques, offrant une conductance thermique notablement plus élevée que les charges organiques et que la résine synthétique, on obtient une accélération de l'échauffement du mélange et par conséquent du durcissement. Il s'est avéré que pour les objets moulés de petite dimension, une à deux minutes suffisaient pour le durcissement, grâce à quoi le procédé selon l'invention convenait particulièrement bien pour la fabrication en grande série.Lorsqu'il s'agit d'objets importants ou à forte épaisseur de paroi, il est possible, selon l'invention, de pratiquer le moulage après une consolidation qui garantit la stabilité de forme de pièces, ce après quoi on peut procéder à un durcissement ultérieur sous l'action de la chaleur, par exemple dans une étuve ou dans un champ électrique alternatif à haute fréquence. Dans tous les-cas, il est important d'utiliser une résine synthétique liquide et durcissable ne donnant lieu à aucun produit secondaire volatil au moment du durcissement. En effet, ces produits volatils ne peuvent s'échapper du moule puisque le mélange est injecté dans un moule fermé, et par conséquent, de tels produits volatils rendraient impossible la réalisation d'objets moulés compacts.Il s'agit en première ligne de résines polyesters ou époxy non saturées et réticulaires et l'on utilisera de préférence des résines ayant une faible viscosité propre, ce qui permet des taux élevés de charge. Parmi les charges susceptibles d'être utilisées, on citera par exemple le kaolin, le talc, la poudre d'ardoise, la craie, la calcite, de préférence toutefois la farine de quartz ou le sulfate de calcium (anhydre, gypse calciné). La granulation pourra dépendre de l'importance des pièces à fabriquer. Pour les pièces moulées de petites dimensions, la grosseur des grains pourra être comprise en moyenne entre O,0Q5 et 0,1 mm. Pour les pièces moulées de plus grandes dimensions, il sera rationnel d'utiliser des grains plus grossiers. En effet, les charges à granulation trop fines exigent une quantité plus importante de résine que celles dont les grains ont des dimensions plus importantes. Avant de le mettre sous pression, il est rationnel de désaérer le mélange.La mise sous pression peut être assurée par exemple au moyen d'un piston se déplaçant dans un cylindre à partir duquel l'injection est réalisée au travers de canaux doubles ou multiples. La température du mélange dans le cylindre est de préférence relativement peu élevée (par exemple entre 20 et 90 C) afin d'éviter un durcissement prématuré dans le cylindre. A 1'intérieur du moule, le mélange est maintenu à des températures comprises entre 100 et 16000. Le chauffage du mélange dans les canaux favorise le réchauffement rapide et par conséquent le durcissement rapide du mélange. Il s'est avéré que dans le cas de petits objets moulés, un temps de durcissement compris entre une et deux minutes était suffisant ce qui permet un rythme rapide de fabrication. Selon l'utilisation envisagée, on peut agir sur les propriétés de l'objet moulé en choisissant correctement la charge, L'inflaiimabilité de l'objet moulé peut être abaissée par l'emploi de matières plastiques ininflammables. Les objets moulés fabriqués selon l'inventicn conviennent particulièrement bien pour l'isolation électrique. C'est ainsi que l'ail peut fabriquer de cette manière un isolateur analogue ' aux habituels isolateurs de céramitlue ou de verre, avec l'avant: par rapport à ceux-ci qu'ils ne sont pas suJets à se briser. On peut aussi fabriquer selon l'invention d'autres objets moulés, exemple des assiettes, et la possibilité d'avoir une proportion élevée de charge et d'accélérer le rythme de fabrication permet alors d'abaisser les coûts. Exemple 1 On mélange 95 parties en poids de polyester du commerce à faible viscosité, contenant à peu près 30 c,,O de styrol, avec 5 parties en poids de styrol, une partie en poids de pâte de peroxyde de benzoyle et 400 parties en poids de farine de quartz ce après quoi la masse est moulée par injection et compression pour donner un isolateur pour lignes aériennes. La masse est maintenue à 5000 dans le cylindre, et le piston d'injection la repousse, sous une pression d'environ 90 atmosphères, au travers de canaux chauffés, dans un moule qui est maintenu à une tempéra ture de 13000, dans lequel on maintient la pression pendant 60 secondes en vue d'obtenir le durcissement. La pièce moulée ainsi obtenue s'avère exempte de soufflures ou de bulles.La surface au compact est brillante et les qualités de résistance à la rupture et au contwournement sont équivalentes à celles des isolateurs en porcelaine. Exemple 2 On mélange 93 parties en poids de polyester insaturé contenant environ 30 ,ó de méthacrylate de méthyl, avec 7 parties en poids de méthacrylate de méthyl et 1,5 parties en poids de pâte de peroxyde de benzoyle, et l'on incorpore ensuite uniformément à ce mélange 210 parties en poids de gypse calciné ayant la granulation usuelle du commerce. Le mélange ainsi obtenu est maintenu à une température d'environ 6000 et il est injecté sous pression dans un moule à 1200C où il est maintenu pendant 60 secondes. Comme précédemment, on obtient une pièce moulée ayant des propriétés mécaniques et électriques satisfaisantes. Exemple 3 On mélange 94 parties en poids de polyester insaturé contenant du chlore et à peu près 30 ,ó de styrol avec 6 parties en poids de styrol et une partie en poids de pâte de peroxyde de benzoyle, ce après quoi on incorpore uniformément 300 parties en poids de farine de quartz. Le mélange ainsi obtenu est réchauffé à la température de 8000 et il est injecté dans un moule a assiettes à la température d'environ 1200C, la pression de 40.## atmosphères étant maintenue pendant 90 secondes. Il s'est avéré que la pièce moulée était ininflammable et présentait également des propriétés mécaniques et électriques satisfaisantes. Exemple 4 On mélange 100 parties en poids de polyester insaturé contenant à peu près 30 ,6 de styrol, 5 parties en poids de styrol, 1,5 parties en poids de peroxyde de méthyléthylcétone (activateur) et 0,5 partie en poids d'une solution à 10 C/o de naphténate de cobalt (à titre d'accélérateur), ce après quoi on incorpore 250 parties en poids de farine de calcite. Avec une température du moule de 12000 et un délai de durcissement de 60 secondes, on obtient un objet moulé ayant des propriétés satisfaisantes. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé de fabrication des pièces moulées en résine syr thétique durcissable avec substances de charge, dans lequel on injecte dans des moules chauds des mélanges qui comprennent, d'une part, des résines synthétiques durcissables qui sont liquides à la température ambiante et dont le processus de durcissement ne donne lieu à aucun produit secondaire volatil, de préféw rence des résines polyester ou epoxy insaturées, éventuellement avec adjonction d'activateur et d'accélérateur de durcissement, et, d'autre part, des charges inorganiques et notamment minérales, caractérisé en ce qu'un mélange de résine synthétique et de charge pulvérulente ou finement granuleuse, à raison de 2 à 4 parties en poids de charge par partie de résine, est in jecté dans le moule au travers de canaux chauffés, sous une pression comprise entre 20 et 150 atmosphères. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise une résine polyester insaturée à faible viscosité susceptible d'être réticulée avec du styrol ou du méthacrylate de méthyl. 3.- Procédé selon les revendications 7 ou 2, caractérisé en ce que la viscosité du mélange est maintenue à une valeur comprise entre 5 000 et 80 000 centipoises, de préférence entre 10 000 et 25 000 centipoises. 4.- Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les grains de la charge sont compris entre 0,005 et 0,1 mm. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise comme charge du gypse calciné anhydre, de la farine de quartz, ou de la calcite, de préférence du gypse calciné. 6.- Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moule est maintenu à une tempéras ture comprise entre 100 et 1600C. 7.- Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la température est maintenue entre 20 et 900C dans la chambre de mise sous pression. 8.- Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, notamment lors de la fabrication des pièces de grande dimension à paroi épaisse, le moulage a lieu après une consolidation assurant la stabilité des formes de la pièce, ce après quoi on procède à un durcissement secondaire sous l'action de la chaleur, par exemple dans une étuve ou dans un champ électrique alternatif à haute fréquence.