Brevet FR2655590A1 — publié le 19910614

La présente invention est du domaine de la chimie appliquée aux matériaux composites et elle a plus particulièrement pour objet un procédé pour appliquer un gel-coat sur un substrat en polyène, ainsi que le produit résultant de la mise en oeuvre du procédé. On rappel que les polyènes ou polyoléfines tels que le polyéthylène et polypropylène, se prêtent très mal à l'application de revêtement superficiels tels que peinture, gel-coat, etc, et cela principalement en raison de leur caractère apolaire. Au cours de la présente description on désignera par gel-coat tout revêtement de surface simple ou composite, comprenant par ce dernier terme l'incorporation de fibres minérales ou organiques. Le but de la présente invention est de proposer un procédé permettant de réaliser une excellente liaison entre un gel-coat et un polyène ; suivant les propriétés recherchées le gel-coat sera formulé à base de matières de synthèse polymérisables telles que notamment époxydes, uréthanes, acryliques, et polyesters. L'idée mère de l'invention est basée sur la mise en contact des deux matières (gel-coat et polyène) à un stade où leur affinité physico-chimique reclproaue permet d'obtenir une liaison. Selon la présente invention un procédé pour lier une couche superficielle formée d'un gelcoat, avec une couche sous-jacente de polyoléfine, ou polyène tel que polyéthylène ou polypropylène, tout en imposant au composite ainsi formé un relief superficiel, est caractérisé d'une manière générale en ce qu'il comprend les étapes consistant à appliquer sur une surface possédant le dit relief et constituant une paroi d'une enceinte chauf Far-te# une couche de gel-coat mélangé a ses agçn.s de dur ci#semant, pus, à déposer sur la dite couche de y-ei-coaX le polyène à l'état de masse déformable, et à épendre la dite masse sur la couche de gel-coat, puis à élever progressivement la température de l'enceinte jusqu'à une température dite finale. On notera qu'il est impératif que le polyène en contact avec le gel-coat soit en fusion avant le durcissement de ce dernier. Suivant un premier mode de mise en oeuvre du procédé sus-défini l'état de masse déformable du polyène est l'état de poudre moulable ou encore non fusible. Suivant une première variante de ce premier mode un moule est rempli de ladite poudre, le moule est chauffé pour amener la poudre à l'état de fusion superficielle, puis la poudre et légèrement comprimée dans le moule pour provoquer son frittage ; suivant une deuxième variante de ce premier mode, de la poudre est introduite dans le moule sans que celui-ci soit rempli, le moule est chauffé pour amener la fusion de la poudre et simultanément mis en rotation suivant la technique du rotomoulage. Suivant un second mode de mise en oeuvre du procédé sus-défini l'état de masse déformable du polyène est l'état visqueux obtenu à la sortie d'une extrudeuse. De préférence le gel-coat sera l'un des gel-coat du groupe comprenant les gel-coat époxy, les gel-coat uréthanes, les gel-coat acryliques, les polyesters. Suivant une première forme des moyens de mise en oeuvre, ladite enceinte est un moule de rotomoulage, et dans ce cas la température finale sus-visée est voisine de 200-2200C. Suivant une deuxième forme des moyens de mise en oeuvre, ladite enceinte est un moule d'injection, et dans ce cas la température finale sus-visée est voisine de 2500C. La présente invention a également pour objet un produit composite résultant de la mise en oeuvre du procédé sus-défini, quelle qu'en soit la variante, le produit étant caractérisé d'une manière générale en qu'une couche de gel-coat possédant sur sa face externe un état de surface imposé, et sur sa face interne un état de surface de relief aléatoire, est liée à une couche d'un polyène, au moins celle des faces de cette dernière couche qui est en contact avec la couche de gel-coat ayant un relief correspondant à celui de la face interne de la couche de gel-coat ; la force de liaison entre les deux couches est supérieure à Un primer de composition analogue au gel-coat peut être utilisé pour obtenir une liaison entre un gel-coat non réactif avec le polyène, et le polyène. La présente invention sera mieux comprise en se référant aux dessins de la planche unique annexée, et à la description qui va être faite d'exemples d'applications. La fig.l illustre schématiquement en coupe une enceinte chauffante dans laquelle est mis en oeuvre le procédé de l'invention, la fig.2 illustre schématiquement en coupe le produit composite sorti de l'enceinte de la figure précédente, la fig.3 est un détail grossi de ce produit, et la fig.4, analogue à la fig.l, illustre la mise en oeuvre du procédé selon la technique du rotomoulage. Sur la fig.l une enceinte chauffante comprend un fond 1 dont la face interne impose un relief, une paroi latérale 2, et un couvercle 3 ; on a appliquer sur la face du fond, soit au pinceau, soit à la spatule, soit par projection, une couche gel-coat 5 mélangé à son durcisseur ; on dépose une certaine quantité d'une masse déformable 6 d'un polyène, masse que l'on épend sur toute la surface du gel-coat ; l'épandage peut se faire aussi à la spatule, au pinceau, ou par vibration transversale de l'enceinte ; la masse déformable peut être soit de la poudre, soit un extrudat visqueux chaud de polyène ; on ferme l'enceinte à l'aide du couvercle 3 ; dans un premier temps on élève progressivement la température du fond, jusqu'à 120 , puis grâce au couvercle 3 qui peut être une partie chauffante on poursuit la montée en température jusqu'à 2500. Sur les fig.2 et/ou 3 un produit conforme à l'invention est remarquable en ce qu'il est constitué d'une couche 10 de gel-coat dont la face externe 11 a un état de surface imposé par le moule (par exemple un relief poli), et dont la face interne 12 a un état de surface à relief aléatoire et imbriqué dans la face interne 13 d'une couche de polyène 14, dont la face externe 15 a elle aussi un relief aléatoire. La fig.3 illustre plus particu lièrement l'imbrication des faces internes des couches 10 et 14, la liaison entre elle ayant une résistance mécanique aussi grande que celle du constituant polyène, soit une ré distance comprise entre 2.iP et 3,104 P pouvant même atteindre La fig.4 analogue à la fig.1, illustre le cas où l'enceinte chauffante est un moule de rotomoulage 20 dont les coquilles ont été enduites intérieurement d'une couche de gel-coat 21 mélangé à son durcisseur ; avant le début de la gélification du gel-coat, on a introduit dans le moule une certaine quantité 22 de poudre de polyène, puis mis le moule en rotation avec chauffage jusqu'à 200-250 C ; il en résulte, dans l'exemple du cas de figure, un corps sphérique dont la surface est formée de gel-coat et la structure sous jacente, de polyène 23. Les exemples suivant décrivent, à titre d'exemples des applications particulières du procédé. Exemple 1 : fabrication d'un bateau par rotomoulage. Dans le moule préalablement enduit d'agent de démoulage, on dépose par pistolage à deux composants une couche régulière de gel-coat A. A l'étrave et sur la quille on double l'épaisseur de gel-coat. On introduit alors le polyéthylène en poudre dans le moule, on ferme ce dernier et on commance la rotation du moule, on élève progressivement la température du moule à environ 2000C (pendant environ 5 à 25 minutes suivant la complexité du moule). Puis le moule est porté à la température usuelle de rotomoulage ; on finit l'opération dans les règles de l'art. Gel-coat A : composition à base de résine epoxide (bisphénol A modifié avec un plastifiant réactif), des charges inertes (blanc fixe), un agent de gonflement (dBP), un colorant (oxyde de titane) et un agent de réticulation (mélange d'amine aliphatique et cycloaliphatique). Exemple 2 : fabrication d'une plaque ornementale. Dans un moule plaque, préalablement enduit d'un agent de démoulage, on dépose à l'aide d'une râcle une couche de gel-coat B ; sur cette couche, encore crue, on dépose une couche régulière de polyéthylène en pâte sortant de 1'extrudeuse ; on poursuit la réticultion sous presse, (à une température de 250 C). Refroidir sous presse. Gel-coat B : composition à base de résine isocyanate (MDI modifié), des charges inertes, un colorant bleu, et un agent de réticulation (plyétherpolyols). Exemple 3 : fabrication d'une borne kilomètrique bi-couleur. Dans le moule préalablement enduit de démoulant, à l'aide d'un cache appliquer dans la partie coiffe une couche de Gel-coat C (rouge hélio), dans la partie corps appliquer une couche de gel-coat A (blanc), bien assurer la liaison entre les deux sections, introduire le polyéthylène en poudre ou en granules, fermer le moule et commencer le rotomoulage dans le four en élevant sa température progressivement a 3000C pour effectuer le rotomoulage proprement dit à une température voisine de 2500C. Gel-coat C : composition à base de résine acryliques (bisGMA et d'ester acrylique), plastifiant (DOP), charges inertes, agent gonflant (carbonate d'ammonium), colorant rouge, et un agent de réticulation (péroxyde de Butyl). Gel-coat A voir exemple 1. Bien que l'on ait décrit des formes particulières de moyens de mise en oeuvre, et des exemples particuliers d'application, il doit être compris que l'invention n'est pas limitée à ces cas particuliers, mais que sa portée est définie par la définition donnée plus haut, tant du procédé que des produits. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour lier une couche superficielle formée d'un revêtement de surface, avec une couche sous-jacente de polyoléfine, ou polyène, telle que polyéthylène ou poly propylène, tout en imposant au composite ainsi formé un relief superficiel, caractérisé : en ce qu'il comprend les étapes consistant à - appliquer sur une surface (1,20) possédant le dit relief et constituant une paroi d'une enceinte chauffante, une couche (5,10,21) de revêtement de surface mélangé à ses agents de durcissement, puis, - à déposer sur la dite couche de revêtement de surface le polyène à l'état de masse déformable, (6,22) et à répendre la dite masse sur la couche du revêtement surface, puis - à élever progréssivement la tem pérature de l'enceinte jusqu'à une température dite finale (fig.1,4) ~ 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit état de masse dé formable du polyène est l'état de poudre rotomoulable 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de masse déforma ble du polyène est l'état visqueux obtenu à la sortie d'une extrudeuse 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit revêtement de sur face est l'un des revêtements de surface du groupe com prenant les revêtements de surface époxy, uréthanes, acryliques, polyesters 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte est un moule de rotomoulage, et en ce que ladite température finale est voisine de 2500C (fig.4) 6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte est un moule d'injection, et en ce que ladite température finale est voisine de 2500C 7.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé : en ce que le moulage est opéré par frittage clest-à-dire par fusion superficielle de la poudre moulable et mise sous légère compression 8.- Procédé selon la revendication 2, caractérisée en ce que le moulage est opéré par rotomoulage 9.- Produit obtenu selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche de revêtement de surface (10) possédant sur sa face externe (11) un état de surface imposé, et sur sa face interne (12) un état de surface de relief aléatoire, est liée à une cou che (14) d'un polyène, au moins celle (13) des faces de cette dernière couche qui est en contact avec la cou che de revêtement de surface ayant un relief correspon dant à celui de la face interne (12) de la couche de revêtement de surface (fig.3) 10.- Produit selon la revendication 9, caractérisé en ce que la force de liaison entre les deux couches est supérieure à 3,io Pa.