Brevet FR2088211A1 — publié le 19720107

La présente invention se rapporte à la production d'éléments à base de résines de polyesters. Comme exemples de tels éléments, on peut citer certains éléments de construction, tels que des panneaux et des coquilles et des demi-produits destinés à étre formés en tuyaux et en d'autres objets avant la polymérisation. Les résines de polyesters du commerce contiennent généralement une certaine quantité d'un monomère d'une résine synthétique thermoplastique, telle que le styrène et le méthylméthacrylate. Pour polymériser cette résine, on y ajoute un catalyseur et un accélérateur pour provoquer une réticulation des chaînes de celui-ci. Les résines de polyesters du commerce contiennent aussi une poudre de charge. Cette charge ne participe pas à la réaction de polymérisation et sert simplement à augmenter le volume et, ainsi, à abaisser le prix par unité de volume du moulage. Quand la charge est incorporée dans la résine de polyester achetée dans le commerce ou quand elle y est ajoutée séparément par l'utilisateur, le résultat est une matière à haute viscosité dans laquelle la matière de charge est tenue en suspension. Lorsqu'on produit des éléments à base de résine de polyester en utilisant des résines de polyester "non chargées, sans y incorporer de charge, la pratique consiste à renforcer ces éléments par l'addition d'une ou plusieurs couches de renfort perméables, un renfort courant étant une couche de fibres de verre. On presse chaque couche de renfort sur le dessus de la résine de polyester visqueuse afin que cette dernière mouille et imbibe le renfort. Ensuite, on ajoute une nouvelle couche de résine, suivie d'une nouvelle couche de renfort et on poursuit cette opération jusqu'à ce que le moulage ait les dimensions requises. Finalement, on procède à la polymérisation, sous l'action de la chaleur, au besoin.En raison de la viscosité élevée de la résine, l'opération d'imprégnation du renfort est longue et difficile, m#me en l'absence d'une charge Il n'a pas été possible de renforcer les resines de polyester chargées. En effet, la présence de la matière de charge à l'interface entre le polyester visqueux et le renfort empeche un mouillage convenable de ce dernier, avec pour résultat que, après la polymérisation, on n'obtient pas une liaison satisfaisante entre la résine et le renfort, ce qui se traduit par des "pelages". On voit donc qu'il a été possible d'obtenir des éléments en résines de polyesters chargées non renforcés et des éléments renforcés en résines de polyesters non chargées, mais pas d'éléments renforcés en résines de polyesters chargées.Il en résulte que des éléments renforcés, comme ceux dont on a besoin dans la construction, sont relativement chers car plusieurs couches de renfort sont nécessaires pour obtenir la rigidité et la résistance voulues. La présente invention permet de produire des éléments renforcés en résines de polyesters chargées en s'arrangeant pour que le mélange de résines de polyesters, contenant la matière de charges se separe en reposant en deux couches, à savoir : une couche inférieure contenant pratiquement toute la matière de charge et une couche supérieure qui est pratiquement libre de charge. Ceci est réalisé, selon l'invention, en utilisant un mélange ayant une viscosité relativement faible et une matière de charge relativement grossière. La couche sans charge qui se sépare a une viscosité relativement faible, de sorte qu'elle mouille et imbibe facilement le renfort appliqué. Ainsi, non seulement la résine de polyester est convenablement liée au renfort par la polymérisation, mais encore devient-il inutile de presser le renfort dans-le mélange de résine, évitant ainsi les pertes de temps liées à cette opération ; au lieu de cela, on place le renfort sur la couche de résine non chargée, qui s'est formée en-laissant le mélange reposer et ce renfort s'enfonce par gravité dans la résine, de sorte qu'il se couvre d'une mince couche de résine non chargée. Comme précédemment, un certain nombre de renforts per méables peuvent être incorporés dans l'élément. Après l'application de chaque renfort, on ajoute une certaine quantité de mélange chargé et on le laisse reposer ; le renfort suivant est ensuite ajouté, comme précédemment, et s'imbibe de la résine sans charge. De préférence, pour réaliser une séparation rapide et efficace du mélange, la matière de charge doit avoir une granulométrie allant jusqu'à 0,2 mm et la résine de polyester doit avoir une Wiscosité inférieure à 4 poises. La viscosité de la résine de polyester normale du commerce peut être abaissée à la valeur désirée par addition de styrène, de méthylméthacrylate ou d'un autre monomère thermoplastique approprié. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre a'exemple non limitatIf, en se r-#r#rant aux dessins annexés dont les rig. 1 à 7 illustrent les phases successives de la fabrica- tion d'un él##ent dans un moule. La première phase de cette opération consiste à préparer un lange de résines de polyesters à faible viscosité contenant une charge. Un mélange convenable pour la fabric.tion d'un panneau de construction est le suivant, les proportions étant indiquées en poids 100 parties de résine de polyester non chargée à usage général pré-mélangée avec un accélérateur, telle que vendue par la société américaine "Pinchin Johnson Faits (International Paint Company Limited) sous la référence 55600.8016. 10 à 20 parties de styrène (monomère) C,25 partie de dimethyl-aniline (accélérateur auxiliaire) 150 - 200 parties d'une charge organique ou inorganique ayant une granulométrie jusqu'à 0,2 mm 10 à 20 parties de charge pulvérisée (approximativement 0,074 mm) 1 partie de méthyl-éthyl-cétone peroxyde (catalyseur) Un exemple spécifique de la composition du mélange est le suivant 450 g de la résine de polyester non chargée ci-dessus pré-mélangée avec l'accelérateur 40 à & g de styrène 1 cm3 de diméthyl-aniline (accélérateur) ; 680 à 1350 g d'nydrate d'aluminium pulvérisé ou de farine de silice 660 à 900 g de sable de silice blanc dont les particules ont jusqu'à 0,2 mm comme charge 6 cm3 de méthyl-éthyl-cétone péroxyde. On incorpore les composants du mélange dans l'ordre indiqué ; la résine de polyester, telle qu'elle est vendue, a une viscosité de 1,8 à 3,2 poises et on ramène la viscosité à une valeur de l'ordre de 3,5 à 5 centipoises par l'addition du monomère. On remue soigneusement ce mélange pour obtenir un liquide homogène dans lequel la charge grossière est temporaire ment retenue en suspension par la présence de la charge pulvérisée (hydrate d'aluminium ou farine de silice). On verse ensuite une certaine quantité de ce mélange dans un moule 12 et on lté- tale uniformément au-dessus de la surface de celui-ci afin de former une couche 13 d'environ 450 g/30 cm2 de la surface de celui-ci. La charge grossière étant retenue en suspension jusqu'au moment et pendant que l'on verse le mélange dans le moule, ledit mélange a une composition uniforme sur toute la surface de ce dernier. Le mélange se scinde rapidement en une couche inférieure 14 (fig. 2) contenant presque toute la charge grossière, et en une couche supérieure 15 composée presque entièrement de résine de polyester et sans charge grossière, et avec un peu de charge pulvérisée. On place ensuite une couche 16 (fig. 3) d'un tissu de fibres åe verre pesant 28 g/30 cm2 sur le dessus du mélange, en l'amenant au contact de la couche à faible viscosité 15 de résine exempte de charge. Le tissu de fibres de verre s'enfonce rapidement dans la résine, la résine non chargée imbibant celuici et le mouillant complètement, laissant ainsi une face découverte riche en résine. La présence de petites quantités de la charge pulvérisée n'empêche pas le mouillage. Ensuite, on verse une nouvelle quantité de mélange (900 g/30 cm2) dans le moule pour former une nouvelle couche 17 (Fig. 4). Quand cette seconde quantité de mélange s'est séparée, comme précédemment, en une couche inférieure 18 lourdement chargée et en une couche supérieure de résine non chargée 19 (figure 5), on applique une seconde couche 20 (fig. 6) de fibres #de verre qui s'imprègne rapidement avec la résine non chargée ; cette seconde couche 20 peut être plus lourde que la première couche 16 et peut peser environ 40 g/30 cm2. L'épaisseur de l'élément peut être amenée, de cette fa çon, à la valeur voulue ; c'est ainsi que la fig. 7 montre un élément comprenant quatre couches de renfort 16, 20, 22 et 24 de fibres de verre. Chaque couche de renfort a été, comme il a été décrit ci-dessus, imprégnée de résine non chargée qui est aussi au contact des surfaces supérieure et inférieure ; mais, entre les couches de renfort successives et leurs revêtements de résine non chargée, sont interposées des couches 14, 18, 21 et 23 de résine lourdement chargée. L'élément peut être complété par une couche de matière calorifuge ou décorative ou de tout autre matière de finition. Pour produire un élément ayant des propriétés calorifuges, on applique, après la mise en place de la dernière couche de renfort, par exemple, une feuille de mousse de polyuréthane rigide. L'aire de la feuille de mousse est légèrement inférieure à celle du moule et la résine non chargée imbibant la dernière couche de renfort mouille la face inférieure de cette feuille et fait fonction de liant pour celle-ci. Une nouvelle quantité de mélange est versée au-dessus et autour de la feuille de mousse, de sorte que,-pendant la polymérisation ou la cuisson, la feuille de mousse est enrobée. Pour produire une finition décorative ou autre, la matière de finition, qui peut être constituée par un revêtement de crépi ou de briques d'argile, est appliquée sur la surface finale du moulage, le poids de la matière de finition faisant pression sur la dernière couche de renfort et favorisant ainsi la pénétration de la résine non chargée à travers cette couche finale afin de mouiller et de fixer la matière de finition au reste du moulage. La matière de finition contribue à la rigidité de l'élément final polymérisé et le protège ainsi contre toute déformation. Quand le moulage a été ainsi confectionné, on laisse reposer le moule et on permet au moule de polymériser à la température ambiante. La polymérisation pourrait être accélérée en exposant le moulage à des températures élevées. On obtient ainsi un élément de construction solide peu comateux, ayant une bonne cohésion et qui n'a aucune tendance à peler. Pour produire un élément ayant des propriétés ignifuges, on peut utiliser le mélange de résines de polyesters suivant 450 g de résine de polyester ininflammable selon la norme anglaise n0 476 pré-mélangée avec un accélérateur, résine vendue par la société Pinchin Johnson Paints sous la référence 5561X0013, 40 à 84 g de styrène, 84 à 140 g d'hydrate d'alumine séchés, en tant qu'agent ignifuge auxiliaire, 680 à 780 g de sable de silice blanc de 0,2 mm, en tant que charge, et 6 cm3 de méthyl-éthyl-cétone péroxyde comme catalyseur. On ajoute ces composants dans l'ordre indiqué, le mélange ayant, avant l'addition de la charge, une viscosité de 2,3 à 3,7 poises. Il est à noter qu'aucun accélérateur auxiliaire n'est utilisé, mais une faible quantité de diméthyl aniline pourrait être ajoutée pour augmenter la vitesse de durcissement. Dans tous les cas, à cause de la présence des additifs ignifuges, à la fois initialement dans la résine de polyester et comme composants dans le mélange, le temps de polymérisation est plus grand que celui du mélange utilisé pour produire un panneau de construction. L'élément est formé à l'épaisseur désirée comme il a été décrit ci-dessus pour l'élément de construction préfabriqué, des couches de fibres de verre pouvant être utilisées ici également comme renforts. Pour produire un élément qui reste stable aux températures élevées, on peut utiliser des résines de polyesters spéciales à "point de déformation élevé" à la chaleur. Pour produire un élément ayant une épaisseur variable et qui, de ce fait, a tendance à se fissurer pendant la polymérisation quand on utilise des résines normales, on peut adopter un mélange de résines de polyesters iso- et ortho-phtaliques mélang#ées à l'état acide afin d'obtenir un produit plus flexible dans lequel les contraintes sont moins fortes pendant la polymérisation. D'autres matières de charge que celles mentionnées peuvent être utilisées pour produire des éléments ayant des propriétés différentes. C'est ainsi que des éléments très durs peuvent être produits en utilisant le molochite ou divers silicates d'alumine comme charges, mais quelle que soit la charge adoptée, elle ne doit pas dépasser le double du poids de la résine de polyester. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails, sans sortir, pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10 - Procédé pour produire un élément à base de résine de polyester qui consiste à placer un mélange de resines de polyesters dans un moule, à appliquer un renfort perméable sur ce mélange, de manière que la résine mouille et imbibe ce renfort et à polymériser ensuite cette résine, caractérisé en ce qu'une matière de charge est incorporée dans le mélange de résine et en ce que la viscosité de ce mélange et la granulométrie de la matière de charge sont telles que la matière de charge se sépare lorsqu'on laisse le mélange reposer en produisant une couche de résine pratiquement exempte de matière de charge surnageant au-dessus d'une couche de résine lourdement chargée, le renfort étant appliqué sur la couche exempte de charge. 20 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la granulométrie de la matière de charge s'élève jusqu'à 0,2 mm. 30 - Procédé selon la revendication 1,- -caractérisé en ce que la résine de polyester a une viscosité allant jusqu'à 4 poises. 40 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on prépare le mélange en ajoutant un second monomère d'une résine synthétique thermoplastique à la résine de polyester, afin de diminuer la viscosité du mélange à la valeur requise et pour réaliser ainsi une séWaratlon de la matière de charge. 5" -Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on prépare le mélange en ajoutant, dans l'ordre, à la résine de polyester, le second monomère, la matière de charge et le catalyseur de polymérisation. 60 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel on incorpore plusieurs couches de renforts perméables, un second melange de résines de polyesters étant appliqué avant l'application de chaque renfort, caractérisé en ce que chacun de ces autres mélanges renferme une matière de charge et en ce qu'une séparation se produit avant l'application du renfort. 70 - Procédé selon la revendication i, caracterisé en ce que l'on applique finalement une couche de matière isolante de la chaleur, la résine imbibant le renfort ou le renfort final servant à fixer cette matière isolante. 80 - Procédé selon la revendication 7, caracterisé en ce que les dimensions de la couche isolante sont légèrement inférieures à celles de l'éliment en train d'être moulé. 90 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique finalement une matière de finition décorative ou autre sur le moulage, le poids de cette matière de finition faisant pression sur le renfort ou sur le renfort final favorisant la penétration de la résine afin de fixer cette matière de finition au moulage.