Brevet FR2623121A1 — publié le 19890519

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé pour réaliser par injection des pièces en matériaux composites contenant des fibres de renfort dans une matrice en résine de synthèse allégée par incorporation de gaz. La présente invention concerne égale#ment un procédé pour préparer les dites résines allégées par incorporation d'un gaz ou mélange de gaz dans des résines de synthèse. La mousse ainsi réalisée possédant une densité inférieure à 700 gr/l. Les résines de synthèse étant très difficiles à transformer en matériaux cellulaires, des solutions ont été proposées jusqu'à présent pour transformer ces résines en mousse, soit chimiquement, par adjonction d'agent moussant, mais cette solution présente de graves inconvenients qui sont : mauvais controle du remplissage de la pièce, création de poches de gaz dans la pièce, et surtout création d'une pression interne élevée. Soit mécaniquement par utilisation d'une trubine, soit physiquement par l'utilisation de pompes à haute pression entre 10 et 100 bars et par un mélangeur statique, ce qui présente, dans les deux cas, l'inconvenient d'être d'un cout élevé et d'une maintenance délicate. Selon l'un des objet de la présente invention, ces inconvenients sont éliminés par un dispositif simple consistant à injecter à une pression inférieure à 5 bars un gaz ou mélange de gaz, préférentiellement de l'azote, en même temps qu'une résine de synthèse. L'on peut améliorer la stabilité du gaz dans la résine par adjonction d'un agent tensio actif. Le mélange à basse pression du gaz et de la résine est réalisé dans une colonne de mélange (1) dans laquelle la résine s'écoule sous une faible pression sur des plateaux successifs(2) Entre chaque plateau un gaz, préférentiellement de l'azote, est injecté par de nombreuses buses (3) perpendiculairement et au travers du film de résine s'écoulant de chaque plateau. En s'écoulant de la sorte la résine se charge de gaz sous formé de petites bulles. Le produit qui sort de la colonne de mélangeest une résine allégée d'une densité inférieure à 700 gr/l (4) Toutes les résines de synthèse, époxydes, polyuréthane, phénolique, polyester, silicone, ou autres peuvent être utilisées dans ce procédé. Les réactifs nécéssaires à la réticulation ou durcissement de la résine sont incorporés selon les cas soit dans la résine de base soit au cours du processus au moyen de pompes doseuses (5) Selon l'autre objet de la présente invention, la résine allégée,comme indiqué ci-dessus, après avoir été mise à l'air libre pour laisser échaper le gaz non dissoud est reprise par une pompe (6) et est injectée sous faible pression, inférieure à 5 bars, dans un moule fermé (7); Selon une variante la pompe (6) peut être remplacée par un ou plusieurs pots sous pression, ou par tout autre procédé mettant sous faible pression la résine allégée. Précédemment à l'injection de la résine allégée le moule aura été garni de une ou plusieurs couches de fibres de renfort préférentiellement de fibres de verre non tissé appelé mat de verre, ces renforts étant spécifiquement à filaments continus (8). La résine allégée (4) mise sous faible pression est poussée entre les paroies du moule (7) sur le mat de verre (8) l'air étant progressivement poussé par la résine vers des évents (9) judicieusement positionnés. Par capillarité la résine suit les fibres longues du mat de verre pour remplir tout le moule. Le moule étant rempli, l'orifice d'injection (10) est obstrué jusqu'à ce que la résine soit réticulée. Ce temps est variable selon le type de résine et le système réactif utilisé ainsi que selon le dosage de ceux-ci et de la température. Mais pour des apîlications industrielles cette durée sera avantageusement réglée de 30 à 60 minutes à température ambiante. Le dispositif selon l'invention permet de réaliser toutes pièces industrielles en composite renforcé de fibres et permet à épaisseur égale un e économie de résine de l'ordre de la moitié et donc une réduction de poils de l'ordre de 30 à 40% et pour un poids égal un doublement de la rigidité. Ceci est particulièrement intéressant pour la réalisation d'élément structurel ou de remplissage, de matériel roulant carrosseries, portes, ailes, etc..., d'appareils volant ou pour le renforcement d'un parement quelconque décoratif, comme le bois, le métal, ou d'autres résines de synthèse : polyester, PVC acrylique etc...: permettant avantageusement la réalisation d'appareils sanitaire, mobilier ou tout autres applications. REVENDICATIONS 1) Procédé pour réaliser par injection des pièces en matériaux composite contenant dos fibres de renfort dans une matrice en résine do synthèse allégée par incorporation de gaz caractérisé en ce que l'on fait passer le gaz à travers la résine dans une colonne de mélange destinée à introduire le gaz sous la forme de petites bulles réparties de façon homo gène et uniforme dans la résine. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé eo ce que la résine et le gaz sont mélangés sous pression inférieur à 5 bars. 3) Procédé selon les revendication 1 et 2 caractérisé en ce que la résine et le gaz sont véhiculésiséparement jusqu'à la colonne de mélange. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que tous types de résiné -de synthèse:epoxyde, polyester, polyurethane, phénolique, silicone -peuvent être utilisées. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il permet de réaliser une résine allégée de densité inférieure à 700 gr/litre. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la résine allégée est mise à l'air libre avant d'être remise sous faible pression. 7) Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que c'est la pression exercée sur la mousse allégée qui permet à 'celle -ci d'entrer dans le moule. 8) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres de renfort sont placées dans le moule avant l'injection de résine allégée. 9) Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que les fibres de renfort sont constituées par des fibres de verre sous forme de tapis non tissé. 10) Procédé selon les revendications 8 et 9 caractérisé en ce que les fibres de renfort sont à filament continu, afin de permettre à la résine allégée de remplir le moule par capil larité.