Brevet FR2154670A1 — publié le 19730511

La fabrication de pièces moulées de -randes dimensions notamment de grande surface å partir de matières à mouler en poudre ou à fibres courtes est difficile. Dans ce domaine, la technique de pressage s'est avérée appropriée pour des mats au résines synthéti ques. Elle est également utilisée avec-un succès particulier dans le domaine de l'électrotechnique, notamment lorsqu'il stagit de fabriquer des pièces de grande surface. Pour l'imprégnation de supports, par exemple de fibres naturelles ou synthétiques9 telles que les fibres de verre, les tissus de silionne, les mats de fibres de verre on peut aussi utiliser des résines époxydes. L'établissement d'une viscosité appropriée joue un rôle considérable dans l'imprégnation de support Pour bien imprégner les fils extrêmement minces, la résine d'imprégnation ou la matière d'imprégnation doit pe der une viscosité faible et la matière imprégnée doit posséder une bonne fluidité sous l'action de la chaleur et de la pression pour permettre notas ment une mise en forme compliquée.En outre, une viscosité élevé est exigée pour les propriétés de pressage et d'écoulementc de manière qu'au cours du processus de pressage la résine d'imprégnation ne s'écoule pas du support. Ces matières doivent aussi, pour des raisons technologiques et économiques, durcir aussi rapidement que possible. La demanderesse a découvert que des matières dtimprégna- tion pour des mats ou des tissus de fibres de verre ou d'autres mats sous forme de fibres, qui contiennent une résine époxyde purifiée ultérieurement à base de "bisphénol A" ayant une teneur en chlore de 0,1% en poids au maximum, ne présentent plus les inconvénients mentionnés. I1 est particulièrement avantageux que la teneur en chlore soit aussi faible que possible, notamment comprise entre des traces et Os05% en poids. En particulier, les temps de durcisse ment nécessaires sont considérablement plus courts que dans la fabrication usuelle de stratifiés. Les matières d'imprégnation conformes à l'invention sont fluides et assurent une bonne imprégnation des supports.Les pièces moulées durcies fabriquées à partir de ces dernières possèdent de bonnes propriétés mécaniques t électriques. Il ne se produit pas de corrosion électrolytique même en présence d'humidité, ce qui est d'une importance déterminante pour les pièces détachées d'électrotechnique. Une matière de moulage basse pression pour l'enrobage de composants électroniques9 notamment de semi-conducteurs selon le Drocéde de moulage par transfert, constituée d'une résine époxyde à base de bisphénol A purifiée ultérieurement et ayant une teneur en chlore de 0,1 en poids au maximum a déjà été proposée. Cependant, ces matières à mouler ne permettent pas de fabriquer des nièces moulées de grande surface et à paroi épaisse exigées par exemple en électronique pour de nombreuses applications. L'imprégnation des supports avec la matière d'imprégnatioL conforme à l'invention peut avoir lieu avec les installations usuel les par enduction, pulvérisation ou mieux à l'aide d'une calandre. A cet effet, on peut utiliser notamment les mats de fibres de verre du commerce qui ne sont que faiblement liés. Après l'imprégnation, le mat de fibres de verre imprégné qui se trouve entre deux feuiller protectrices est étendu à plat. On a constaté que la température ambiante au cours de l'étendage des mats fraîchement imprégnés a une influence considérable sur l'aptitude au stockage. Des températures de stockage infé rieures à 200C se sont avérées particulièrement favorables. Les mats de fibres de verre préimprégnés avec une résine époxyde purifiée ultérieurement ayant une teneur en chlore de 0,1 au maximum conformément à l'invention peuvent ensuite être durcis comme d'habitude sous l'action de la pression et de la chaleur pour prendre leur forme finale. Les résines époxydes à utiliser peuvent être obtenues par réaction d'un polyphénol tel que le 4,4'-dioxydiphényldiméthylméthane avecw par exemple, l'épichlorhydrine. Cette préparation est décrite en détail par exemple dans les brevets allemands NO 875 725 et 906 998. Les résines ainsi obtenues, de préférence celles ayant un point de fusion d'environ 420C, sont ensuite purifiées de façon connue jusqu'à ce quelles présentent une teneur en chlore inférieure à 0,1% en poids. Les matières d'imprégnation conformes à l'invention peuvent être combinées avant le durcissement avec de nombreuses charges, pigments, lubrifiants et autres additifs qui peuvent constituer jusqu'à 150% de la résine époxyde solide. On suppose que les charges ne réagissent pas avec les constituants réactifs de la matière et sont pratiquement exempts de chlore. Comme charges usuelles, on citE les poudres minérales, la poudre de verre, la poudre de mica, la craie, ainsi que la poudre de quartz. Les charges ayant reçu un traitement de surface se sont avérées particulièrement appropriées. Comme durcisseurs, on utilise de préférence une ou plu sieurs amines, par exemple l'isophoronediamine, les amines cycloaliphatiques et le 4,4' -diaminodiphényl-méthane. Selon le type de durcisseur utilisé, le durcissement peut avoir lieu entre 100 et 1800 C. On utilise de préférence des températures voisines de 1500 C. Le temps de durcissement dépend des conditions utilisées et du durcisseur employé. En moyenne, le durcissement dure moins de 90 secondes/mm d'épaisseur de paroi. Les matières d'imprégnation qui contiennent conformément à l'invention des résines époxydes purifiées ultérieurement ayant une teneur en chlore de 0,1 en poids au maximum présentent des avantages considérables. Ainsi, les mats de fibres de verre à mou ler préparés avec les matières d'imprégnation conformes à l'invention présentent sous l'action de la chaleur et de la pression une bonne fluidité, ce qui facilite ou rend possible des mises en forme particulièrement coipliquées. Les temps de durcissement sont consi dérablement plus courts, ce qui entrasse un débit plus important et par conséquent une fabrication plus rationnelle. Les propriétés mécaniques et électriques des produits obtenus après le durcissement sont particulièrement intéressantes.Un avantage particulier réside aussi dans le fait qu'en présence d'humidité aucune corrosion électrolytique ne se produit, ce qui est particulièrement important dans le cas des interrupteurs électriques. L'utilisation de la matière d'imprégnation conforme à l'invention permet de fabriquer des pièces moulées et des stratifiés possédant des propriétés mécaniques et électriques très intéressantes. Les traversées pourwinterrupteurs fabriquées à partir de ces mats de fibres de verre moulés se caractérisent notamment par une résistance mécanique élevée et de bonnes propriétés électriques. L'invention est illustrée à l'aide des exemples suivants: Exemple 1 On mélange à l'aide d'un agitateur 720 parties en poids d'une résine époxyde purifiée ultérieurement ayant une valeur époxy de 0,55-0,58 et une teneur en chlore inférieure à 0,1o en poids à 45-600C maximum d'abord avec 100 parties en poids d'un pigment coloré et 8,0 parties en poids de stéarate de zinc jouant le rôle de lubrifiant. On ajoute ensuite petit à petit 205,0 parties en poids de 4,4'-diaminodiphényl-méthane comme durcisseur. On ajoute enfin 805 parties en poids d'une craie traitée superficiellement. Après une demi-heure d'agitation, le mélange est homogène, Le mélange fluide est alors utilisé pour l'imprégnation de mats de fibres de verre du commerce qui ne sont que faiblement liés. L'imprégnation a lieu selon des procédés connus par enduction, pulvérisation, mais mieux à l'aide d'une calandre. Après le processus d'imprégnation, le mat de fibres de verre imprégné se trouvant entre des feuilles protectrices est étalé à plat. I1 durcit à température ambiante en l'espace de 24 à 36 heures. Des découpes correspondantes peuvent étre moulées après retrait de la feuille protectrice pour donner des pièces moulées ayant des propriétés électriques et mécaniques très intéressantes. Des éprouvettes normalisées obtenues à une température de durcisse lient de 150-1600C et avec un temps de durcissement de 90 sec/mm d'épaisseur de paroi présentent les propriétés suivantes s Résistance à la flexion 245 N/mm2 Résistance à la traction 155 N/mm2 Résilience sur barreau lisse 125 mmN/mm2 Résilience sur barreau entaillé 110 mmN/mm2 Stabilité dimensionnelle à chaud, essai Martens:: 1450C Rigidité diélectrique 20 kV/mm Résistivité transversale 1015 h,cm Facteur de pertes 7,6 . 10-3 Constante diélectrique 4,72 Résistance ou cheminement KA 3c Corrosion électrolytique Degré A, 1 Exemple 2 On mélange à l'aide d'un agitateur 720 parties en poids d'une résine époxyde purifiée ultérieurement ayant une valeur époxy de 0,55-0,58 et une teneur en chlore inférieure à 0,1 en poids à 40-500C d'abord avec 100,0 parties en poids d'un pigment coloré et 0,8 partie en poids de stéarate de zinc comme lubrifiant. Puis on ajoute lentement 173 parties en poids de 3-aminométhyl-3,5-5-trimé- thylcyclohexylamine comme durcisseur. On ajoute enfin 805 parties en poids d'une craie traitée superficiellement. Après une demi-heure d'agitation, le mélange est homogène. Le traitement ultérieur de ce mélange fluide a lieu comme décrit dans l'exemple 1. Des éprouvettes normalisées obtenues à une température de durcissement de 150-1600C et avec un temps de durcissement de 90 sec/mm d'épaisseur de paroi présentent les propriétés suivantes Résistance à la flexion 250 N/mm2 Résistance à la traction 140 N/mm2 Résilience sur barreau lisse 100 mmN/mm2 Résilience sur barreau entaillé 85 mmN/mm2 Stabilité dimensionnelle à chaud, essai Martens: 155 C Rigidité diélectrique 21 kV/mm Résistivité transversale 2.1015 A.cm Facteur de pertes 7ss1. 10-3 Constante diélectrique 4,68 Résistance au cheminement RA 3c Corrosion électrolytique: Degré A, 1 REVENDICATIONS 1. Matière d'imprégnation pour mats ou tissus de fibres en verre destinés à la fabrication de mats moulés à base d'une résine époxyde contenant une charge et purifiée ultérieurement, caractérisée par le fait qu'elle contient une résine époxyde ayant une teneur en chlore de 0,1% en poids au maximum. 2. Matière d'imprégnation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la teneur en chlore est inférieure à 0,0 en poids. 3. Matière d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée par le fait qu'on utilise une résine époxyde ayan-t un point de fusion d'environ 420C. 4. Matière d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la charge qu'elle contient est traitée superficiellement.