Brevet FR2317081A1 — publié le 19770204

La présente invention est relative à un procédé de fabrication de pièces moulées en matière alvéoI#aire de faible densité, consistant à chauffer avec de la vapeur d'eau des produits de polymérisation gonflables du styrène, à l'état divisé et prégonflé, dans des moules qui ne ferment pas de façon étanche aux gaz. Il est connu en principe de fabriquer des pièces moulées en matière alvéolaire à partir de produits de polymér#sàtion gôh- flables du styrène à l'état divisé. Habituellement, on opère dans des moules ne fermant pas de façon étanche aux gaz, par la technique de moulage à la vapeur de perles pre-expansees. Les polymères de styrène divisés et gonflables sont donc utilisés à l'état pré-expansé. Pour obtenir des pièces moulées de faible densité, il est nécessaire d'effectuer plusieurs fois le processus de pré-expansion et il faut un stockage intermédiaire entre les étapes successives.Il est connu aussi, pour obtenir des p9ly- mères de styrène divisés, pré-expansés et gonflables ayant une faible densité, de chauffer les particules sous pression dans un récipient à des températures supérieures à leur point de ramollissement, d'abaisser la pression dans le récipient penda#nt ou après l'introduction de la vapeur, de refroidir ensuite l'es particules en l'espace de 5 minutes à des températures inférieures d'au moins 10 C au point de ramollissement des produits de polymérisation du styrène et ensuite de les stocker dans une atmos phère gazeuse (DT-OS 1 504 065). Dans ce procédé aussi, un temps prolongé de stockage intermédiaire est nécessaire. Il est connu aussi, pour fabriquer des corps isolants, de chauffer de préférence à la vapeur les particules pré-expansées dans un moule fermé et de relâcher la pression immédiatement après le chauffage. La post-expansion s'effectue au moyen de la chaleur contenue dans la matière synthétique par suite de l'action de la vapeur et au moyen de la surpression constituée dans le moule (DT-AS 1 504 752). Outre les moules résistant à la pression qui doivent être conçus spécialement, ce procédé est également coûteux techniquement. En outre, par les procédés connus, on n'arrive pas à fabriquer des pièces moulées présentant une distribution uniforme de densité, ce qui se traduit particulièrement par la formation de "croûtes" dans la zone extérieure du moule. L'invention a pour but d'éviter dans une large mesure la pré-expansion qui prend beaucoup de temps et d'arriver, par des moyens techniques réduits, à des pièces moulées de faible densité. On parvient à résoudre le problème grâce au fait que l'on prend des produits de polymérisation du styrène, insuffisamment pré-expansés et gonflables, qu'on les amène à un état similaire à une couche fluidisée dans des moules ne fermant pas de façon étanche aux gaz, à l'aide d'un mélange de vapeur d'eau et d'air, qu'après l'expansion on injecte pendant peu de temps, au lieu du mélange de vapeur d'eau et d'air, de l'air a une température d'environ 20 à 700C et qu'ensuite, on les fait mousser complètement de façon usuelle à l'aide de vapeur d'eau. Le volume de remplissage du moule est base sur la masse volumique apparente des particules pré-expansées introduites et sur la densité que l'on désire donner à la pièce moulée. Par des expériences préalables simples, on peut déterminer le volume de remplissage dans chaque cas. Pour un moule mesurant 1 x 0,5 x 0,5 m, il apparaît que les valeurs indicatives suivantes de la masse volumique apparente des particules pré-expansées à introduire sont avantageuses pour une pièce moulée d'une densité de 15 à 16 g/l. Masse volumique Volume de remplissage apparente gil minimal, % 27 50 à 56 22 60 à 67 17 67 à 70 15 70 à 75 Des moules appropriés, ne fermant pas de façon étanche aux gaz, sont les moules usuels qui peuvent être chauffés au moyen d'eau chaude ou en particulier de vapeur d'eau. Pour l'application du procédé de l'Xinvention, ces moules sont équipés, en leur fond, de buses ou d'une rampe de buses à travers lesquelles on injecte successivement le mélange de vapeur d'eau et d'air et l'air. Les perforations de la surface des buses sont disposées de telle sorte que le mélange de vapeur et d'air entre dans le moule de moussage final sous la forme d'un cône aussi large que possible. Pour la pratique du procédé, il est nécessaire de travailler avec un mélange de vapeur d'eau et d'air, car lorsqu'on traite exclusivement par la vapeur, les particules pré-expansées subissent une action excessive dans la région des buses et, par suite, le soudage réalisé est moins bon. Par contre, avec le mélange de vapeur et d'air utilisé selon l'invention, les particules pré-expansées introduites sont chauffées uniformément dans la masse. Le mélange de vapeur d'eau et d'air présente une-température de 110 à 150 C, de préférence de 125 à 1300C. On injecte ce mélange dans le moule pendant environ 30 à 60 secondes, par les buses décrites. On choisit la quantité d'air de façon telle que la température du mélange soit de 110 à 15O0C. Les particules se trouvent dans un état similaire à une couche fluidisée et subissent une post-expansion. Après la fin de la phase d'expansion, on respecte un temps d'attente de 5 à 20 secondes, de préference d'environ 10 secondes ; pendant ce temps, au lieu du mélange de vapeur d'eau et d'air, on injecte de l'air par les buses. L'air a, de préférence, une température de 10 à 30 C. Les particules post-expansées sont conditionnées par ce court traitement intermédiaire, de sorte que l'on obtient dans la pièce moulée un degré de soudage uniforme. Immédiatement après, on effectue de façon usuelle dans le même moule le moussage final de la pièce moulée, par le procédé à la vapeur. Grâce au procédé selon l-'invention, outre l'économie notable de temps pour la pre-expansion, on obtient un raccourcissement du temps de refroidissement, c'est-à-dire que la dégra- dation de pression s'effectue en un temps notablement plus court, ce qui fait que, dans son ensemble, le cycle de fabrication de la pièce moulée peut être raccourci Le traitement connu de la surface des particules gonflables, par exemple au moyen d'huile de paraffine, permet un nouveau raccourcissement du temps de refroidissement. Les pièces moulées ont une densité notablement plus uniforme et sont bien soudées. Des produits de polymérisation appropriés sont l'homopolystyrène ou les produits de copolymérisation du styrène, ou encore les types de polystyrène "choc" qui contiennent comme porogènes des liquides à bas point d'ebullition, ne dissolvant pas les matières synthétiques ou les gonflant seulement. La teneur en pyrogène des particules est généralement de 3 à 15 %, en particulier de 5 à 7 % en poids. Les particules gonflables contiennent les porogenes usuels comme le propane, les butanes, les pentanes, les hexanes, les hydrocarbures cyclo aliphatiques tels que le cyclohexane et, en outre, des hydro carbures halogènes comme le dichlorodifluorométhane ou encore des mélanges de ces pyrogènes. Les particules gonflables peuvent encore contenir d'autres constituants, par exemple des retardateurs de combustion, des pigments colorés, des plastifiants, des charges ou des antistatiques. Description de l'installation Dans un moule de moussage final non étanche aux gaz, le fond présente des buses ou une rampe de buses. A travers cette disposition de buses, par un tuyau d'amenée partant d'un récipient mélangeur, on introduit le mélange de vapeur et d'air dans le moule de moussage final. Le mélange de vapeur et d'air est formé dans le récipient mélangeur. Par des tuyaux séparés, de la vapeur et de l'air entrent tangentiellement dans le récipient mélangeur. Exemple Dans un moule de moussage final (1 x 0,5 x 0,5 m), on introduit jusqu'à environ 60 % de la hauteur de remplissage des particules de polystyrène pré-expansé ayant une masse volumique apparente de 22 gil et on le ferme de façon non étanche aux gaz. 'Pendant environ 60 secondes, on introduit â l'intérieur du moule un mélange de vapeur et d'air à environ 128 C, par les buses prévues au fond du moule. Les particules de polystyrène pré-expansé gonflent et remplissent le volume du moule. On met fin à l'amenée du mélange de vapeur et d'air et on injecte, par le système de buses, pendant environ 20 secondes, de l'air à la température ambiante. Ensuite, on soude les particules par le procédé connu à la vapeur. La masse volumique de la pièce moulée entièrement expansée est de 15 à 16 girl. REVENDICATIONS 1. procédé de fabrication de pièces moulées en matière alvéolaire de faible densité, consistant à chauffer avec de la vapeur d'eau des produits de polymérisation gonflables du styrène, à l'état divisé et prégonflé, dans des moules qui ne ferment pas de façon étanche aux gaz, procédé caractérisé par le fait que l'on prend des produits de polymérisation du styrène, insuffisamment pré-expansés et gonflables, qu'on les amène à un état similaire à une couche fluidisée dans des moules ne fermant pas de façon étanche aux gaz, à l'aide d'un mélange de vapeur d'eau et d'air, qu'après l'expansion on injecte pendant peut de temps, au lieu du mélange de vapeur d'eau et d'air, de l'air à une tem pérature d'environ 20 à 700C et qu'ensuite, on les fait mousser complètement de façon usuelle à l'aide de vapeur d'eau. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange de vapeur d'eau et d'air ayant une température de 110 à 150 C.