Brevet FR2436670A1 — publié le 19800418

La présente invention a pour objet des matières à mouler, telles que des résines polymérisables, en particulier des résines polyesters, qui contiennent une charge végétale non absorbante, ainsi que les articles finis réalisés avec ces matières. On connait déjà les résines de polyesters qui, à titre de charge, contiennent des particules minérales ou végétales. L'adjonction de charges minérales a pour principal avantage de diminuer le court volumique du produit elle accroît également sa limite élastique en compression. Par contre, les charges minérales font apparaître une fragilité en traction; de sorte-que le matériau devient impropre à une utilisation en flexion. Des charges végétales, telles que sciures, farines de bois, etc. ., sont parfois utilisées, car il a été constaté quelles ne rendent pas le matériau fragile à la traction. Mais, en raison du caractere absorbant de telles charges, un fort pourcentage de résine de polyester est encore nécessaire, si bien quelle cout volumique du produit fini reste élevé. I1 était donc intéressant de trouver un type de charges qui, tout en permettant d'abaisser la teneur en résine de polyester, ne nuise pas aux qualités mécaniques du matériau fini. C t est ainsi que, selon la présente invention on utilise comme charge de résines polyesters, à côté des produits minéraux, des particules végétales non absorbantes. De telles chargesvégétales non absorbantes peuvent être par exemple de la poudre de coquilles de noix ou de la poudre de noyaux d'o lives. D'autres matières végétales dures et non absorbantes peuvent également convenir telles que les graines, noyaux ou coques de certains oléagineux,. réduits en fines particules. Les principaux avantages qui découlent de la présente invention sont les suivants - abaissement notable du prix de revient du produit - amélioration des caractéristiques mécaniques (flexion), la résistance en compression étant équivalente à celle obtenue avec des résines fortement chargées en poudre minérale, sans charge végétale - diminution de l'exothermie volumique pendant la polymérisation, ce qui autorise un accroissement des cadences de fabrication - maintien des qualités de mise en oeuvre, telles qu'une bonne fluidité, malgré un rapport résine/charge diminué - possibilité d'utiliser des renforts en fils métalliques de fort diamètre. On constate en effet que, grâce aux caractéristiques mécaniques obtenues, les résines chargées selon l'invention se prêtent particulièrement bien à la réalisation de matériaux composites à armature métallique. Les résines à mettre en oeuvre selon la présente invention sont de préférence des résines de polyesters. Celles-ci peuvent Entre de tous types, par exemple phtaliques, isophtaliques, adipiques, sébaciques, maléiques, fumariques, et contiennent les adjuvants usuels. Les charges à introduire selon l'invention sont, d'une part, minérales et, d'autre part, végétales. Les charges minérales peuvent être toutes les matières connues pour cette utilisation : mica, silice, alumine, ardoise, oxyde de fer, poudre de marbre, de pierre calcaire, etc.. La taille des particules peut aller par exemple de 5 à 100 microns. Les charges végétales selon l'invention, telles que poudre de coquilles de noix ou de noyaux d'olives, peuvent présenter une dimension de particules de 100 à 500 microns. Les valeurs ci-dessus ne sont pas limitatives, mais il est souhaitable que la granulométrie de la charge minérale soit sensiblement plus faible que celle de la charge végétale, pour permettre un bon remplissage entre les grains de cette dernière. Les proportions relatives des trois constituants des mélanger selon 11 invention peuvent varier dans des limites importantés. En pratique, les pourcentages pondéraux peuvent étre par exemple les suivants 25 à 40 t de résine polyester 15 - 30 % de charge végétale 35 à 60 % de charge minérale. Le but recherché étant l'abaissement du coût du produit, on choisira les proportions des trois constituants en fonction de leur prix,des propriétés mécaniques souhaitées pour le produit final et des qualités de mise en oeuvre de la -matière à mouler. A titre d'exemple, les pourcentages pondéraux à mettre en oeuvre pour réaliser des corps creux par centrifugation seront les suivants résine polyester 30 % charge végétale 20 % charge minérale 50 %. Le produit ainsi obtenu, d'une densité de 1,64 nécessite 492 g de résine pour un volume de 1 dm , alors qu'un stratifié de type connu, à base de mat de verre d'une densité de 1,45 , nécessite 957 g de résine pour un volume de 1 dm3. Les résines chargées selon l'invention peuvent être utilisées telles quelles pour la fabrication d'articles moulés. Mais, pour obtenir des objets particulièrement solides, il va de soi qu'on peut incorporer à ces derniers des renforts de toutes sortes, par exemple des fibres ou tissus d'origine naturelle ou synthétique, des fibres minérales telles que des fibres de verre, ou encore des fils métalliques, ferreux ou non ferreux. En effet, comme cela a déjà été indiqué plus haut, les matières à mouler conformes à la présente invention peuvent être avantageusement utilisées en association avec des armatures métalliques, principalement en ils d'acier, pour constituer des matériaux composites. Sous le nom de "plastique arme" on connaît déjà les produits stratifiés à base de résines polyesters dont le renforcement est réalisé au moyen de fibres de verre. Ces produits possèdent des caractéristiques intéressantes, mais sont d'un coût élevé, car ils nécessitent un pourcentage élevé de résine (au moins 40 %) et de fibres de verre. La structure conforme à l'invention associe donc une résine chargée à des fils métalliques, notamment d'acier, dont les dimensions sont sensiblement supérieures à celles de fibres de verre. Le diamètre des fils métalliques peut être par exemple de 1 à 2 mm, leur longueur étant fonction des dimensions de l'objet fini à réaliser. Une telle structure se distingue des stratifiés de type connu par les caractéristiques suivantes - la répartition des armatures peut se faire de façon préférentielle ; elle peut être calculée au même titre que celle d'un béton armé - l'utilisation de fils de fort diamètre autorise précisément l'utilisation de résines fortement chargées, donc moins onéreuses, et elle supprime les phénomènes de délaminage qui se produisent lors d'une surcharge d'un stratifié de type connu - en cas d'excès de contrainte, il se produit une rupture nette dans la résine, très localisée, si bien qu'il est possible et aisé, d'effectuer une réparation sans avoir à remplacer les armatures. Parmi les multiples possibilités de réalisations d'objets en résine polyester chargée avec armature métallique, on peut envisager en particulier la fabrication de corps tubulaires destinés à travailler en compression et en flexion, tels que, par exemple, des poteaux, tuteurs, piquets, mats, tubes, ainsi que d'objets essentiellement bidimensionnels, tels que plaques1. tuiles, panneaux de façade, etc Les procédés de préparation et de moulage des matières mouler selon l'invention sont comparables aux procédés usuels connus : on prépare deux mélanges homogènes contenant toutes les composantes de la résine, y compris les charges, mais dont l'un seulement contient la dose totale d'accélérateur, et l'autre contient la dose totale d'initiateur Les deux préparations ainsi obtenues sont alors mélangées entre elles avant d'être injectées dans le moule. Le moulagepeut être effectué selon tous les procédés connus : centrifugation, injection, moulage sous presse, etc... Grâce à la faible teneur en résine proprement dite, le taux d'initiateur peut être élevé, ce qui autorise un accroissement des cadences de production, la polymérisation étant plus rapide, tout en restant dans les limites requises de la température. EXEMPLE 1 : essai comparatif On réalisetrois séries d'éprouvettes dont la composition est indiquee dans le tableau suivant. La composition, différente pour chaque série, est choisie de manière à donner des mélanges à mouler de viscosité voisine. Le tableau indique les résultats des essais en flexion qui ont été réalisés. Une quatrième série d'essais, dont les résultats sont donnés à titre indicatif, a été réalisée avec un mélange beaucoup plus visqueux, à la limite d'utilisation, dans lequel le rapport résine/charge est minimal. Le tableau indique la charge a la rupture (r) en flexion, le module de Young (E) et~la charge à la rupture (r) en compression. I1 montre que le produit de l'invention présente une rigidité environ 3 fois supérieure à celle des produits sans charge végétale ou avec charge végétale absorbante et une bonne résistance en traction (environ 2 fois supérieure). T A B L E A U Résine Charge Poudre de r r végétale roche (flexion) E (compr.) (%) (%) (%) (h bars) (h bars) (h bars) I. Echantillons conformes à l'invention. Charge végétale : poude 30 20 50 3,6-4,1 815-950 10,6-11 de coquilles de noix II. Echantillons sans charge végétale 31 0 69 1,7-2,0 320-350 III. Echantillons avec charge végétale absorbante : 52 14 34 2,0-2,2 200-240 sciure de bois dur IV. Echantillons avec minimum de résine, sans charge végé- 20 0 80 2,7. 1040 tale EXEMPLE 2 On réalise des piquets de vigne d'une longueur de 2,50 m, tubulaires, de 42 mm de diamètre extérieur et 32 mm de diamètre intérieur. Pour cela, on soumet la matière à mouler à une centrifugation dans un moule à lfintérieur duquel ont été tendus 8 fils d'acier de 2 mm de diamètre. Les extrémités du moule sont fermées par des embouts, coniques à une extrémité et plats à l'autre, constitués de la même résine chargée que le corps du piquet, et obtenus préalablement par pressage. Les matériaux nécessaires pour 1 piquet sont les suivants 714 g de résine isophtalique de marque SPRA, réf. 1004 1190 g de poudre de roche calcaire dure (pierre de Saint-Macaire) 470 g de~poudre de coquilles de noix 20 m de fil d'acier clair de 2 mm de diamètre. Les piquets ainsi réalisés possèdent un moment de rupture en flexion d'environ 500 N x m. Par rapport à des piquets traditionnels en acacia fendu, ils se distinguent par leur meilleure résistance, leur imputrescibilité, leur aptitude à la fabrication industrielle et leur coût sensiblement inférieur. REVENDICATIONS 1.- Matière à mouler, caractérisée en ce qu'elle comprend une résine -polymérisable et une charge végétale non absorbante. 2*- Matière à mouler selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine polymérisable est une résine poiyester. 3.- Matière à mouler selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle contient également une charge minérale. 4.- Matière à mouler selon la revendication 3, caractérisée par la composition suivante 25 à 40 % en poids de résine 15 à 30 % en poids de charge végétale 35 à 60 % en poids de charge minérale. 5.- Matière à mouler selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la charge végétale non absorbante est de la poudre de coquilles de noix. 6.- Matière à mouler selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractdrisée en ce que la charge végétale non absorbante est de la poudre de noyaux d'olive. 7.- Matière à mouler selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisée en ce que la charge végétale non absorbante est de la poudre de graines, noyaux ou coques d'oléagineux. 8.- Objets moulés obtenus à partir d'une matière à mouler selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9.- Objets moulés selon la revendication 8, caractérisés en ce qu'ils comportent une armature de renforcement. 10.- Objets moulés selon la revendication 9, caractérisés en ce qu'ils comportent une armature en fils métalliques.