Brevet FR2288610A1 — publié le 19760521

La présente invention concerne un nouveau procédé de taur-- cation d'objets divers en résine form-whénolique et elle trouve une application tout particulièrement intéressante dans la fabrication d'éléments de couverture préfabriqués obtenus par moulages ce qui permet de réaliser d'une façon monobloc les éléments de couverture eux-mêmes et une armature pour les supporter et les relier à l'ossature d'un bâtiment, avec cette particularité que l'élément de couverture proprement dit reproduit très exactement des matériaux traditionnels, tels que des ardoises, tuiles et autres et présente une peau intégrée résistante, imperméable et antiabrasive. Le résultat ci-dessu# est obtenu tout en faisant que la partie de couverture des éléments fabriqués présente une très grande résistance mécanique ainsi qu'une très grande résistance aux agents atmosphériques du fait de ltexistence de ladite peau . De plus, les éléments de couverture obtenus sont d'une étanchéité absolue et sont ininflammables. Ces résultats sont tout particulièrement surpre- nants lorsqu'on considère que les éléments sont fabriqués, suivant le procédé de l'invention, à partir de résines formo-phénoliques qui sont le plus souvent connues dans la technique pour leur friabilité et leur porosité. Conformément à l'invention, le procédé pour la fabrication par moulage d'objets en résine formo-phénolique est caractérisé en ce qu:lon ajoute à la résine, avant addition d'un catalyseur acide ou basique, au moins une charge comprenant une poudre miné- rale et des fibres minérales, végétales ou synthétiques, en ce. qu'on homogénéise par malaxage la résine, lesdites charges, puis le catalyseur avant addition d'un produit gonflant à bas point d'ébullition et en ce qu'on injecte la masse préparée dans un npu- le chauffé différentiellement, de sorte qu la résine est déve'c - pée en mousse à cellules fermées décroissant depuis la zone chaude jusqu'à la zone froide disposée à la partie inférieure du moule et correspordant a' la partie 'e l'objet moulé présentant la plus :1 Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une perspective, vue de dessus d'un élément de couverture fabriqué conformément à l'invention. la fig. 2 est une perspective du même élément vu de dessous. La fig. 3 est une coupe schématique illustrant le procédé de l'invention. les fig 1 et 2 illustrent, parmi de nombreux produits pouvant être fabriqués selon le procédé de l'invention, un élément autonortant préfabricué de toiture qui comporte une face vue 1, simulant des ardoises 2, devant évidemment être imperméable et résistant aux intempéries diverses. La face vue 1, qui est conformée à la manière d'un panneau de faible épaisseur pour simuler les ardroises 2, est solidaire, par son dessous, d'un b#ti ou armature 3. La fig. 2 montre que ledit bâti 3 délimite avantageu seront un caisson périphérique 4 qui est croisillonné par des cloisons internes 5. La face vue 1, formant parement, peut aussi bien être conformée pour simuler des tuiles ou autres produits traditionnels utilisés dans la couverture des bâtiments ou encore n'importe quels motifs décoratifs è caractère répétitif. Suivant l'invention, l'ensemble de l'élément décrit dans ce qui précède est fabriqué en une seule pièce monobloc à partir de résines formo-phénoliques, mais la texture de ces résines n'est, de préférence, pas homogène dans tout l'élément, le panneau constitutif des ardoises ou autres éléments 2 de la face vue étant rigide, étanche et résistant aux intempéries, tandis que l'armature 3, bien que rigide et non friable, présente des alvéoles internes formés de dimensions allant croissant depuis la partie de cette armature qui est reliée au panneau jusqu'à l'extrémité inférieure. Pour obtenir ce résultat, on fabrique une résine formo-phé- nolique de façon habituelle, c'est-a-dire par une réaction chimique dont la formule générale Deut être représentée comme suit On obtient ainsi la formation d'alcool formo-phénol ORTHO et PARA. Du fait du radical oxhydryle 0E illustré par la formule cidessus, radical qui est orienteur, les additions se font seulement en OREHO et PARA et ces deux composés se condensent entre eux avec élimination d'eau de sorte que l'on obtient Par condensation successive en ORTEO et PARA, on obtient ensuite des macromolécules d'aspect filiforme puis ramifié. Il est généralement admis que l'on obtient de la sorte une structure théorique développable à l'infini et ayant l'aspect Il est aussi connu qu'une résine de cette sorte à liaison entrecroisée est insoluble dans la plupart des solvants, ce qui est généralement attribué à l'entrelacement des chaînes à structure tridimensionnelle.De telles résines présentent la propriété d'être développables en mousse et peuvent être considérées comme insolubles, mais ces mousses sont, par ailleurs, extrême- ment friables, notamment lorsqu'elles sont de faible densité. Pour obtenir le produit nécessaire à la réalisation des objets tels que décrits dans ce qui précède, on malaxe la résine de base dans un agitateur tournant à 1500 t/m. En ajoutant une charge à la dite résine dans une proportion pouvant être comprise entre 5 et 50 % en poids. Ladite charge contient des produits minéraux et des fibres minérales, végétales ou synthétiques. La charge minérale peut, par exemple, être constituée par de la poudrette d'ardoise ou de terre cuite dont la granulométrie est avantageusement de l'ordre de 4 à 5 > 4 . les fibres peuvent être des fibres de verre, de silice, des fibres de jute, des fibres de polyamide, polyester, etc.., et leur longueur est avantageusement comprise entre 2 et 15 mm. En outre, la charge contient avantageusement aussi un colorant, par exemple du carbon black et un produit augmentant la résistance des résines à l'action du vieillissement et assurant, aussi, une protection contre les rayons ultraviolets. Par exemple, ce produit peut être de 1'oxyde de titane. L'addition des produits constitutifs des charges peut être faite simultanément ou successivement et le rapport entre la quantité de ces produits peut varier dans de larges troportions. Il a été remarqué, cependant, qu'il était tout particulièrement avantageux de procéder comme suit Avant addition du catalyseur, acide ou basique tel l'acide chloridrique 6 Nu la soude caustique et tout en assurant un malaxage, on ajoute la charge minérale dans une proportion de 3 à 15% en poids de la résine, ensuite, la charge d'oxyde de titane dans une proportion de 3 à 10 % en poids de la résine, ensuite les fibres dans une proportion de 5 à 20 % en poids de la résine, et finalement, le colorant dans une proportion de 2 à 10 so en poids de la résine. Dans le cas ci-dessus d'additio successives des produits constitutifs de la charge, on procède à une température inférieure ou égale à 250C. Le malaxage est poursuivi ensuite pendant l'apport du catalyseur pendant un temps aussi bref que possible, par exemple de 40 à 50 secondes. Une opération suivante du procédé de l'invention consiste à mélanger à la masse préparée un produit gonflant qui peut, par exemple, être de l'ctssence, ou du trichloro-trifluoro-éthane ou tout autre produit dont la température d'ébullition peut être choisie relativement basse, par exemple inférieure à 500C, ou encore par du chloroforme dont la température d'ébullition est de 6100 et qui peut être utilisé en grande quantité, par exemple jus qu a 25% en poids de la résine de base, car il a été constaté que des quantités importantes de chloroforme permettent d'abaisser, de façon considérable la viscosité de la masse préparée en permettant, par conséquent, d'augmenter la quantité de charges, notamment la quantité de fibres.En outre, au moment de la fabrication proprement dite de la pièce, lorsque la résine est chauffée , le chloroforme se décompose en partie en acide chlorhydrique qui accélère la polymérisation. En outre, il est supposé que,la décomposition du chloroforme amenant la formation d'oxychlorure de carbone, celui-ci se combine avec les radicaux oxhydryles0ll des phénols de la résine pour donner vraisemblablement des polycarbonates dont les qualités physiques et mécaniques propres s'ajoutent à celles des phénoplastes. L'opération finale du procédé consiste à injecter la masse de résine incorporant le produit gonflant dans an moule, par exemple le moule 6 de la fig. 3. le moule ci-dessus est chauffé au moins dans sa partie 6a correspondant au dessus de l'élément à fabriquer. Dans l'exemple considéré, la partie Sa correspondant au dessous de l'armature 4 et s'étend sur les c8téFlatéraux de celle-ci. les éléments de chauffage 7, dont est pourvue la partie 6a du moule, sont disposés de façon que la température aille décroissant jusqu a la face vue 1 de la pièce à fabriquer. Par exemple, la température conférée à la partie supérieure du moule est comprise entre 90 et 12000, tandis que la température de la partie inférieure du moule est maintenue au relus n la température de vaporisation de l'agent gonflant, la partie inférieure devant, en outre, correspondre à la partie de la pièce à mouler qui ne doit pas présenter de porosités et qui doit être de plus grande densité. Cette façon de procéder pour mouler a pour effet, outre d'obtenir une densité de la matière croissantde Epartie haute vers la partie basse du moule, de déplacer, aussi, certains constituants des charges, notamment les charges pulvérulentes minérales qui apparaissent davantage concentrées dans la tartie formant le parement: soit la face vue1 * Dans l'exemple choisi, par contre, les charges fibreuses restent réparties de façon à peu près uniformes dans toutes les parties de l'objet fabriqué, de sorte que la partie formant l'armature 4 demeure très résistante bien que moins dense. On indique ci-après une composition donnant particulièrement satisfaction pour la réalisation d'éléments de toiture Exemple Parties en poids Résine 100 Catalyseur 15 TiC2 5 Poudre d'ardoise 5 Colorant 5 Fibres 20 Agent gonflant (C Cl3F3) 10 La composition ci-dessus fut injectée dans un moule analogue a celui apparaissant a la fig. 3 dont le dessus était chauffé à une température de 90 C tandis que la partie inférieure était proche de la température ambiante.Après démoulage, la pièce obtenue présentait une densité moyenne de 0,75 et la partie de la pièce formant la neau les caractéristiques suivantes Résistance à la traction (h bar) 2 Résistance à la compression (h bar) 10 Résistance à la flexion (h bar) 10 Nodule d'élasticité (h bar) 10.000 Dureté Rockwell (ASTM, D 785) M 120 Conductibilité thermique 3 (104 cal. cm/cm2:s/0C 3 Résistance à la chaleur ( C en exposition continue ) 300 Résistance aux agents atmosphérioues : très bonne Inflammabilité nulle. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation renrésenté et décrIt en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. On peut, par exemple, remplacer la partie supérieure du roule chauffée par une enceinte souple de caoutchouc synthétique gonflée par de la vapeur portée à 1500 ( procédé dit de moulage au sac) ce qui permet d'obtenir des corps creux dont les caractéristiques physiques et mécaniques sont celles exposées ci-dessus. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la fabrication par moulage d'objets en résine formo-phénolique, caractérisé en-ce qu'on ajoute à la résine, avant addition d'un catalyseur acide ou basique au moins une charge comprenant une poudre minérale et des fibres minérales, végétales, ou synthétiques, en ce qu'on homogénéise par malaxage la résine, lesdites charges, puis le catalyseur avant addition d'un produit gonflant à bas point d'ébullition et en ce qu'on injecte la masse préparée dans un moule chauffé différentiellement, de sorte que la résine est développée en mousse à alvéoles fermés décroissant depuis la zone chaude jusqu'a la zone froide disposée à la partie inférieure du moule et correspondant à une partie de l'objet moulé présentant la plus haute densité et une peau résistante sur toute sa surface. 2 - Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la charge comporte, en outre, des agents de protection contre le vieillissement, les rayons ultraviolets et autres agents de dégradation de la résine. 3 - Un procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'agent de protection est constitué rar de l'oxyde de titane. 4 - Un procédé suivant l'une des revendications 1 ? 3, caractérisé en ce que la charge contient, supplémentairevent, un colorant. 5 - Un procédé suivant l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que la charge minérale est constituée par une poudrette d'ardoise,de terre cuite ou analogue de fine granulométrie, de l'ordre de 4 à 5 6 - Un procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'agent gonflant est du trichloro-trifluoro éthane. 7 - Un procédé suivant l'une des revendications 1 È 5, caractérisé en ce que l'agent gonflant est du chloroforme. 8 - Un procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la quantité de charge est comprise entre 5 et 50 Yó en poids de la résine de base. 9 - Un procédé suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la charge minérale est présente dans une proportion de 3 à 15 % en poids de la résine, l'agent de protection dans une proportion de 3 à 10 96 en poids de la résine, les fibres dans une proportion de 5 à 20 ffi en poids de la résine et le colorant dans une proportion de 2 à 10 * en poids de la résine. 10 - Un procédé suivant lune des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le malaxage de la résine, de la charge, du catalyseur et du produit gonflant est effectué dans cet ordre à la température ambiante, inférieure à 250C, puis en ce que la masse malaxée est injectée dans le moule chauffé différentiellement dont la partie supérieure est portée rapidement à une température comprise entre 90 et 1200C, tandis que la partie inférieure est maintenue au voisinage de la température de vaporisation de l'agent gonflant Il - application du procédé de l'une des revendications 1 à 10 à la fabrication par moulage d'éléments de couverture bâtiments délimitant un panneau dont la face vue représente des ardoises, tuiles et autres matériaux traditionnels qui sont reliés rigidement en dessous à une armature formant support et dont la densité va décroissant.