Brevet FR2150818A1 — publié le 19730413

La présente invention concerne un procédé de réticulation et de frittage de matières plastiques et/ou de caoutchouc par chauffage diélectrique, du genre suivant lequel on incorpore des additifs polarisants à la matière plastique et/ou au caoutchouc à réticuler et/ou à fritter et soumet le mélange à l'action d'un champ électrique alternatif. On sait, depuis déjà un certain temps, effectuer la réticulation ou la vulcanisation par des micro-ondes. La pièce moulée fabriquée à partir de la matière plastique ou du caoutchouc à réticuler ou à vulcaniser traverse un champ alternatif électromagnétique, elle en absorbe l'énergie et celle-ci se transforme, au sein de la matière, en la chaleur qui est nécessaire à la réticulation. Pour obtenir ce dégagement de chaleur nécessaire à la réticulation, on doit ajuster la composition pour la matière à réticuler de manière à ce que celle-ci présente une capacité suffisante d'absorption de l'énergie du champ électromagnétique alternatif. Dans le cas contraire, la réticulation ne se produirait pas ou ne se produirait que d'une manière insuffisante.Si la matière plastique n'est pas polaire ou ne l'est que faiblement, il est courant d'ajouter aux charges de matière plastique ou de caoutchouc à réticuler de cette manière des additifs polaires, par exemple du noir de carbone, des solvants polaires ou des plastifiants polaires. Toutefois, le noir de carbone n'est pas utilisable pour toutes les applications et, en particulier, il ne l'est pas lorsque les produits à réticuler doivent présenter une couleur claire. Les plastifiants et les solvants ont pour inconvénients de dégager pendant ltopération des vapeurs nocives et de prcvoquer un encrassement du conducteur creux.En outre, dans tous les procédés de ce genre qui sont actuellement connus, on se heurte à certaines difficultés ou bien une quantité suffisante d'énergie n' est pas absorbée si les quantités d'additifs sont trop faibles, ou bien, pour autant que les additifs soient incorporés en des quantités suffisamment élevées, l'échauffement progresse si rapidement que, tout au moins par endroits, les pièces moulées à réticuler se carbonisent. L'invention a pour objet d'éliminer les inconvénients précités. Ce résultat est obtenu au moyen d'un procédé du genre décrit en premier lieu pour la réticulation et/ou le frittage de matières plastiques et/ou de caoutchouc par chauffage diélectrique et suivant lequel on incorpore des additifs polarisants à la matière plastique et/ou au caoutchouc à réticuler et/ou à fritter et soumet le mélange à l'action d'un champ électrique alternatif, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on utilise comme additif polarisant des substances ferro-électriques ou des ferrites présentant de fortes pertes dans un champ de micro-ondes. Si l'on veut fabriquer par le procédé selon l'invention des produits expansés en mousse, on ajoute en outre, aux substances ferro-électriques ou aux ferrites, des agents de gonflement ou "porogènes" connue. De plus, il peut être avantageux d'utiliser, en combinaison avec ces substances ferro-électriques ou ces ferrites, du noir de carbone et/ou d'autres matières absorbant de l'énergie, par exemple de la triéthanolamine, de liteau, du diéthylèneglycol et d'autres produits analogues. Ceci est particulièrement avantageux si l'on veut obtenir par exemple dans le cas de structures compliquées avec des lèvres minces, une répartition de la chaleur autre que celle qui se produit normalement. On a constaté de manière surprenante que, dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut mélanger à la charge de matière plastique une quantité d'additifs polarisants suffisamment grande pour que cette matière plastique présente, dans le champ électromagnétique alternatif, l'échauffement rapide désiré sans qu'il n'y ait cependant de risque de carbonisation, même dans le cas de structures compliquées. Au contraire, après une élévation de température au début rapide et abrupte, il ne se produit pratiquement plus aucune élévation de température lors de la suite du traitement. I1 est donc possible de produire dans le court laps de temps désiré la quantité de chaleur exactement nécessaire à la réticulation sans aucun autre dégagement de chaleur qui pourrait conduire à des phénomènes de carbonisation. De ce fait, le procédé selon l'invention permet de réticuler uniformément et rapidement même les pièces des structures les plus compliquées, y compris celles avec des endroits très minces et des pointes. Une explication théorique possible de cet effet particulier procuré par le procédé selon l'invention, explication à laquelle ne doit être nullement limitée la portée de l'invention, est la suivante : les substances ferro-électriques et les ferrites utilisées selon l'intention comme additifs polarisants ne présen tent de fortes pertes qu'au-dessous de leur point de Curie, pertes qui se transforment en chaleur; au contraire, à leur point de Curie et à des températures plus élevées, ces substances ne permettent plus d'absorber que de faibles quantités d'énergie magnétique. Les additifs polarIsants utilisés se comportent comme des matières absorbant de l'énergie. L'exemple suivant, décrit en référence au dessin annexé et à titre non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. EXEMPLE On prépare une charge de base de composition suivante Polymère de cis-butadiene-1,2 15 g Talc 24 g Alkylbenzène 10 g Solution de peroxyde de di-tert.-butyle-l,l à 40% dans du triméthyl-3,3,5 cyclohexane 1 g (avec 60 de matière inerte) On prépare trois charges A, B, C, de 50-g chacune. On ajoute à la charge A 1,5 g de noir de carbone, tel que celui vendu sous la référence P 1250, et l'on mélange. On incorpore à la charge B, comme produit absorbant, une ferrite de ferro-zinc couramment disponible sur le marché et de formule MnxZnxîFe 204. On laisse la charge C telle que1e, sans aucun additifs polarisant. On traite les trois charges d'une manière identique dans une étuve à chauffage UHF (résonateur) de 600 W. On mesure la température au moyen d'un thermomètre à contact électronique. Les résultats sont consignés dans le tableau suivant et reportés graphiquement dans le dessin annexé. TABLEAU Charge Echauffement, en OC, en fonction du temps, e secondes O s 30 s 60 s 90 s 120 s 150 E 180 s A 250 980 1800 200 210 320 320 B 240 1150 1900 2159 2230 2280 2320 C 25 34 41 53 640 75" échantillon carbonise Dans le graphique représenté au dessin annexé, les temps exprimés en secondes sont portés en abscisses et les températures exprimées en "C sont portées en ordonnées. On constate que jusqu a une température d'environ 2100C les charges A et B s'échauffent selon une progression sensiblement identique. A partir de 2100C, la courbe d'échauffement de la charge A s'élève de manière abrupte et la composition se carbonise à environ 3000C. La charge B ne présente absolument aucun phénomène de carbonisation, la courbe d'échauffement, initialement abrupte, s'incline ensuite vers l'horizontale et indique bientAot un accroissement de température qui n' est plus que très faible. La charge C présente une élévation de température si lente que la température d'environ 200QC qui est nécessaire à la réticulation ne peut être atteinte dans des délais raisonnables. L'avantage procuré par le procédé selon l'invention est donc manifeste. On obtient le mAeme effet si l'on transforme, dans le procédé selon l'invention, ce qui peut être très avantageux, le peroxyde utilisé dans la matière de base en mélange à 40% avec la matière absorbante et non avec la matière inerte couramment disponible sur le marché. REVENDICATIONS 1.- Procédé de réticulation et de frittage de matières plastiques et/ou de caoutchouc par chauffage diélectrique, du genre suivant lequel on incorpore des additifs polarisants à la matière plastique et/ou au caoutchouc à réticuler etZou à fritter et soumet le mélange à l'action d'un champ électrique alternatif, caractérisé par le fait que l'on utilise comme additif polarisant un produit choisi dans le groupe constitué par les substances ferro-électriques et les ferrites, avec de fortes pertes dans un champ de micro-ondes. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour provoquer l'expansion en mousse de la matière, on ajoute à la charge un porogène de type connu en soi. 3. - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on utilise, en combinaison avec le produit choisi dans le groupe des substances ferroélectriques et des ferrites, une matière choisie dans le groupe constitué par le noir de carbone et les autres substances absorbant de l'énergie. 4.- Produit préparé par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.