Brevet FR2658830A1 — publié le 19910830

PROCEDE DE REVETENENT D'UNE PIECE PAR UNE RESINE THERMODURCISSABLE CHARGEZ L'invention concerne la protection de pièces et surfaces par une résine thermodurcissable chargée. Il est connu que différents types de pièces et surfaces, généralement soumises & des conditions d'utilisation difficiles, peuvent être protégées par un revêtement de résine thermodurcissable. Parmi les pièces et surfaces qui sont avantageusement revêtues de la sorte, on citera plus particulièrement celles soumises à l'abrasion ou à un risque de corrosion. Il est également connu qu'afin d'améliorer la qualité de la protection obtenue par un revêtement à base de résine thermodurcissable, il est souhaitable de charger ces résines avec une charge neutre. Ces charges peuvent être des sables, silices, argiles, carbures, nitrures, borures, alluvions volcaniques. Différentes techniques ont été décrites dans lesquelles la charge est tout d'abord mélangée à une résine dans un malaxeur, par exemple, puis appliquée sur la pièce à protéger. Ce mode de revêtement présente, à l'usage, des faiblesses. Le malaxage provoque la création de bulles ou de micro-bulles à l'intérieur du mélange et, d'autre part, l'accrochage de chacun des grains de la charge n'est pas de bonne qualité. Finalement, il en résulte un affaiblissement et une usure prématurés de la protection. L'objet de la présente invention est de remédier à ces défauts en proposant un procédé de revêtement dont la résistance et la stabilité sont améliorées. A cet effet, l'invention concerne un procédé de revêtement d'une pièce ou surface par une résine thermodurcissable chargée dans lequel on nettoie et on dégraisse la partie à revêtir, puis on crée une rugosité superficielle de la pièce. Selon l'invention, on applique ensuite une couche mince de résine thermodurcissable non chargée sur ladite pièce ou surface, on recouvre cette couche avant durcissement d'une couche épaisse de charge, on laisse gélifier la résine partiellement, on élimine les éléments de la charge qui n'adhèrent pas & la résine, et on recommence les opérations précédentes (application d'une couche mince, recouvrement de la couche, gélification de la résine et élimination des éléments de la charge qui n'ont pas adhéré ...) jusqu'à obtenir l'épaisseur de revêtement voulue. L'invention sera décrite plus en détail dans la description qui va suivre Le procédé de revêtement de l'invention peut être appliqué à tous types de pièces ou surfaces. Il peut tout particulièrement être appliqué sur des métaux ou alliages mais peut également être appliqué sur d'autres matériaux tels que des stratifiés verre résine, du bois, du béton, du carrelage, etc... Ce procédé de revêtement permet avant tout la protection de la pièce revêtue mais il peut également être utilisé pour le rechargement d'une pièce d'usure ou pour la réparation de certaines pièces. Les pièces concernées peuvent être des éléments de transfert, des éléments de chaudronnerie en matières plastiques, des collecteurs aériens, souterrains ou marins ou, plus généralement, toutes pièces mécaniques. La pièce que l'on souhaite protéger est tout d'abord nettoyée et dégraissée puis soumise à un traitement permettant de créer une rugosité superficielle de cette pièce, au moins aux endroits où la protection est recherchée. Une telle rugosité peut être obtenue par sablage, grenaillage, par exemple avec du corindon de diamètre approprié, ou par tout autre moyen d'attaque de la surface, physique, chimique ou électrolytique. Cette rugosité améliore l'accrochage du revêtement. La pièce est ensuite revêtue d'une fine couche résine thermodurcissable non chargée. La résine peut comporter des polyesters insaturés (orthoptaliques ou isophtaliques), de préférence autoextinguibles, des résines Epoxy (par exemple Bisphénol), des résines Vinylester, des résines polyimides, des résines furaniques, des résines polyuréthannes, des résines au silicone, ... L'application d'une couche mince de résine non chargée permet d'établir un contact de très bonne qualité entre la pièce à revêtir et le revêtement lui-même. Quelle que soit la résine utilisée, le mélange appliqué sur la pièce à revêtir comporte son propre système catalytique, de préférence un système catalytique à froid avec accélérateur ou système catalytique à chaud avec apport de calories qui permet le durcissement de la résine après son application. La couche mince non chargée de résine thermodurcissable est appliquée soit au pinceau, soit au pistolet en prenant de soin de réaliser une couche d'épaisseur uniforme. Lors de l'application au pistolet, le choix de la buse et le réglage de la pression d'air permet de contrôler l'épaisseur de la couche déposée. Avant le durcissement de la première couche de résine thermodurcissable non chargée, on recouvre la pièce d'une couche épaisse de charge. La charge est constituée de grains de granulométrie contrôlée de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, à adapter en fonction de l'abrasion. Elle comporte de préférence de la silice, du carbure de silicium ou des poudres métalliques. Selon un mode de réalisation préféré, on utilise une charge composée de plusieurs granulométries, les grains de faible dimension se logeant alors dans les interstices laissés par les grains de plus forte dimension et améliorant ainsi la résistance de la couche constituée. On obtient un bon accrochage des grains de la charge dans la couche mince de résine thermodurcissable en recouvrant la pièce d'une couche épaisse de charge qui exerce une pression sur les grains au contact direct de la couche mince de résine thermodurcissable. On laisse ensuite gélifier la résine. Le temps de gélification correspondant est suffisamment long pour que les grains de la charge au contact de la couche thermodurcissable soient solidement accrochés dans celle-ci et suffisamment bref pour que la polymérisation de la résine ne soit pas complètement réalisée. Cette dernière condition permet l'application de la couche suivante de résine thermodurcissable que nous décrirons plus loin avant la fin de la gélification de la couche précédente. On élimine alors les éléments de la charge qui n'adhèrent pas à la résine, ne laissant subsister au contact de la pièce que les grains fermement accrochés dans la résine thermodurcissable. On applique alors une nouvelle couche mince de résine thermodurcissable non chargée qui, comme nous l'avons mentionné plus haut, est appliquée sur la couche précédente dont la polymérisation n'est pas terminée ce qui permet d'obtenir une liaison de cette nouvelle couche à la précédente non pas seulement par collage mais par liaison chimique du fait de la légère inhibition à la surface de la couche précédente de la résine. Cette inhibition est due au contact de la surface de cette couche avec l'air. L'élimination du surplus de la charge est tout d'abord réalisée grossièrement puis au voisinage de la couche par un balayage léger qui permet d'éliminer tous les grains qui n'ont pas été enrobés par la résine. Les opérations précédentes (dépôt d'une couche de résine thermodurcissable non chargée, application de charge, élimination des éléments de la charge en excès) sont reproduites jusqu'à l'obtention de l'épaisseur de revêtement voulue. De préférence, la charge est déposée par saupoudrage, en quantité importante, de manière à ce que sa pénétration dans la couche de résine thermodurcissable non chargée se produise par gravité. Cette pénétration peut être améliorée en projetant la charge à l'aide d'un pistolet pneumatique. Ici encore, le choix de la buse et le réglage de la pression d'air permet le contrôle de l'effet recherché. Le procédé de revêtement de l'invention peut être utilisé pour le recouvrement d'une pièce complète, de l'une de ses faces ou d'une partie seulement de celle-ci. L'application tant de la résine que des charges peut être réalisée de manière manuelle, à l'aide de pistolets ou également par un système de buses multiples électrocommandées constituant une installation complète pouvant être automatisée. Il est également possible par le procédé de l'invention de réaliser, par exemple dans un moule, des pièces complètes finalement constituées d'une masse de résine thermodurcissable chargée. Le procédé de l'invention permet alors l'obtention d'une pièce particulièrement homogène et donc particulièrement résistante.Exemple pratique pour obtenir une monocouche de 2/10ème d'épaisseur, on utilise une résine commercialisée par la Société DOW sous la dénomination "DERAKANE 470.36" qui est une résine de type Vinylester ayant les propriétés suivantes teneur en styrène : 0,36, . viscosité BROOKFIELD : 200 N.Pa.S., point éclair : 320C, densité à 250C : 1,07, indice d'acide : 11. On utilise par exemple une charge de Carbure de Silicium (grains SIC-F pour abrasifs et agglomérés et appliqués) de propriétés suivantes NACROGRAINS DE SIC : F 100 150-106 M (essai Ratap DIN 69.101) et le système catalytique suivant 2% M E C (METHYLETHYLCETONE) d 8 & 0% d'oxygène actif. 1% d'accélérateur d'octoate de Cobalt à 6% en solution dans le styrène. L'épaisseur moyenne de chaque couche de résine et de charge est alors d'environ 2/10 de millimètres. Le procédé de l'invention permet d'assurer un rapport résine-charge constant pour chaque monocouche. Celles-ci ont des épaisseurs régulières. Ce procédé est bien adapté pour le traitement de surfaces de pièces présentant des formes cylindriques, par exemples des tubes, des volutes de pompes, des roues, des turbines, des vis d'Archimède, ... Sans modifier l'invention, on peut prévoir un montage permettant de faire subir à ces pièces des rotations, des oscillations pendant qu'elles sont au contact de la couche épaisse de charge de manière à permettre une bonne pénétration de la charge par gravitation dans la couche de résine thermodurcissable initialement non chargée. Ce procédé permet aussi bien la réalisation de couches de faible épaisseur que de couches pour pièces massives épaisses. Des pièces de plusieurs centaines de millimètres d'épaisseur peuvent ainsi être réalisées. Lorsqu'un contrôle dimensionnel précis (plus précis que l'épaisseur d'une couche) est nécessaire, un usinage de la surface, avant finition de la pièce, peut être réalisé. Dans ce procédé de mise en oeuvre , aucun prémélange des deux principaux constituants n'est effectué au préalable. Le revêtement obtenu est exempt de bulle d'air. Il n'est donc pas possible que les pores communiquent entre eux et permettent la corrosion du support. REVENDICATIONS 1. Procédé de revêtement d'une pièce ou surface par une résine thermodurcissable chargée, d'épaisseur déterminée, dans lequel . on nettoie et dégraisse la pièce & revêtir ; . on crée une rugosité superficielle de la pièce, caractérisé en ce que a) on applique une couche mince de résine thermodurcissable non chargée ; b) on recouvre cette couche, avant durcissement, d'une couche épaisse de charge c) on laisse gélifier la résine partiellement ; d) on élimine les éléments de la charge qui n'ont pas adhéré & la résine ; e) on recommence les quatre opérations précédentes (a, b, c, d) jusqu'à obtenir l'épaisseur de revêtement déterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche mince de résine non chargée est appliquée au pistolet. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la résine comporte une résine polyesters insaturé. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la résine comporte une résine Epoxy. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la résine comporte une résine furanique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la charge est projetée par au moins une buse sur la couche de résine. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la charge comporte des éléments de granulométries calibrées différentes. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 & 7, caractérisé en ce que la charge comporte de la silice. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la charge comporte du Carbure de Silicium. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la charge comporte des poudres métalliques.