Brevet FR2639953A1 — publié le 19900608

Procédé de fabrication d'un composite d'élastomère ou de résine slsement moulable et composite obtenu à partir d'un tel procédé. la présente Invention se rapporte par exemple aux matériaux - à flottabilité positive utilisés par les concepteurs d'engins sous-marins ou aux matériaux à forte densité tels les lests, la densité étant comprise entre 0,3 et 10. Les applications possibles sont multiples ; il pourra s'agir par exemple des matériaux réflecteurs, des pavillons ou des contre-masses de transducteur. Actuellement des matériaux à flottabilité positive, tels les composites d'élastomère ou de résine, et des matériaux à forte densité sont obtenus à partir d'une matrice viscoélastique dans laquelle sont introduites des charges. Ces charges sont par exemple, des micro-billes de verre creuses ou/et des particules de plomb. Ces matériaux sont généralement commercialisés sous forme de blocs qu'il faut usiner pour obtenir des pièces de formes adéquates. Les pièces finies ont donc un prix de revient élevé. En outre, ces matériaux présentent d'autres inconvénients ; ainsi, parmi les matériaux à flottabilité positive, la mousse - syntactlque qui est une résine époxy chargée par des micro-billes de verre creuses se présente sous forme d'une pâte qui ne peut se mouler qu'en compressfon obligeant à se limiter à des formes simples. De même, il est connu que le "Klégécel" (marque déposée), qui est constitue d'une matrice non rigide car alvéolaire, n'a pas de tenue à la pression. Pour obtenir un composite d'élastomère ou de résine comportant une matrice viscoelåstique et des micro-billes, et en outre se moulant bien et présentant une bonne résistance à de fortes pressions pour un coût moindre, le procédé de fabrica tion selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter progressivement un diluant acétonique à une pâte formée par une matrice viscoélastique et des micro-billes puis à insérer de nouvelles micro-billes, à effectuer un brassage du mélange et à renouveler l'ensemble de ces opérstions autant de fois qu'il est nécessaire et possible. L'invention a également pour objet un composite d'élastomère ou de résine obtenu à partir d'un tel procédé de fabrication. D'autres particularités et avantages de l'invention appa raitront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif. Il a été indiqué ci-dessus que la mousse syntactique était obtenue, dans l'art antérieur, en introduisant des microbilles de verre creuses dans une résine époxy. La charge de micro-billes peut également être introduite dans une matrice élastomère vulcanisée à chaud, par exemple du caoutchouc, ou dans un polyuréthanne, ou dans une résine différente. L'invention repose sur l'effet inattendu qu'en ajoutant progressivement un diluant acétonique à la "pate" formee par une matrice vlscoélastique, et des micro-billes, on arrive à augmenter dans de fortes proportions le pourcentage de microbilles, pratiquement jusqu a ce qu'elles soient en contact, sans dégrader le produit fini. En particulier le produit fini continue à se polymériser à la température ambiante et il y a peu de retrait après évaporation du solvant. Par ailleurs, ce procédé de fabrication permet d'obtenir, selon les matrices, des pièces moulées sans défaut et d'une mouillabilité remarquable grâce à l'action de l'acétone qui favorise le dégazage. Un autre avantage de l'invention est qu'elle permet de réaliser des composites d'élastomère ou de résine de masse volumique très faible 0,3 kg/dm3, alors que la limite dans 3 l'art antérieur était de 0,6 kg/dm3 pour la mousse syntacti- que, et des composites d'élastomère ou de résine de forte masse volumique jusqu'à 10 kg/dm3. Ainsi, un composite d'élastomère de faible densité peut être réalisé par exemple à partir d'une résine polyuréthanne coulable dans laquelle sont introduites des micro-billes de verre creuses. Un brassage du mélange est effectué. Lorsque la saturation en micro-billes est obtenue, -un diluant acétonique est ajouté puis d'autres micro-billes ; un nouveau brassage est effectué, et ainsi de suite. Les micro-billes peuvent être introduites jusqu'à ce qu'elles soient pratiquement en contact. Lorsque le produit a la densité souhaitée, un catalyseur est introduit dans le mélange matrice, micro-billes et diluant acétonique et effectue la polymérisation du produit. A titre d'exemple un composite d'élastomère de densité 0, 65 a été réalisé à partir d'un polyuréthanne liquide bi-composants : un composant A, le dlisocyanate, de viscosité à 250C comprise entre 4 000 et 4 500 centipoises et de densité 1,06, puis un composant B, le polyol, de viscosité à 250C comprise entre 400 et 500 centipoises et de densité 1,18. Ce composant B sert de durcisseur. Dans 100g du composant A, ont été lntrodults progressivement environ 30g de micro-billes de verre creuses et 100g de diluant acétonique. Le durcisséur B a ensuite été ajouté au mélange à raison de 34g et le moulage du produit obtenu a été effectué immédistement et avant son durcissement complet. Pour un composite d'élastomère de faible densité réalisé à partir d'une matrice élastomère vulcanisée à chaud, par exemple du caoutchouc, il est possible d'ajouter au mélange matrice et micro-billes de verre creuses, outre le diluant acétonique, un emulsifiant. Ceci a pour effet de créer un cellulaire de masse volumique très basse 0,3 kg/dm3 analogue à du Klégécel moulable mais résistant mieux à de fortes pressions. Un composite d'élastomère ou de résine obtenu par le procédé de fabrication décrit précédemment se moule remarquable ment bien sans compression dans un moule léger de forme quelconque. La densité de cette famille de composites d'élastomère ou de résine peut varier de 0,3 à 10. et son cout est faible. La résistance et l'lncompressibillté du matériau à de fortes pressions hydrostatisques sont très intéressantes, sa compressibilité à 80 Bars est nulle, et il présente un très bon comportement à l'environnement marin, notamment il ne se corrode pas. Ce mstériau peut également s'usiner et se réparer facilement. I1 peut être collé sur lui-même et il peut être revêtu d'une couche protectrice, par exemple de l'" Hypalon" (marque déposée) contre les agressions extérieures, notamment pour l'imperméabiliser et éviter la reprise d'eau. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un composite d'élastomère ou de résine, comportant une matrice viscoélastique et des micro-billes, caractérisé en ce que, pour augmenter dans de fortes proportions le pourcentage de micro-billes dans la matrice viscoélastique, le procédé consiste à ajouter progressivement un diluant cétonique à la pâte formée par la matrice viscoélastique et des micro-billes, puis à insérer de nouvelles micro-billes, à effectuer un brassage du mélange et à renouveler l'ensemble de ces opérations autant de fois outil est nécessaire et possible. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à incorporer en outre un émulsifiant dans la matrice viscoélastique comportant des micro-billes pour obtenir des masses volumiques très basses, de s l'ordre de 0,3 kg/dm 3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les micro-billes sont des micro-billes de verre creuses. 4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les micro-billes sont des micro-billes de plomb. 5. Composite d'élastomère ou de résine obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.