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Procédé de fabrication d'objets moulés transparente.
La présente invention concerne un procédé d'obtention rapide d'objets soûles!, transparents et de grande épaisseur, notant** ment de plaques, à l'aide de compositions copolymérisables de résines polyesters.
On sait réaliser, par coulée, des objets transparents en résines polyesters mais, ou bien leur épaisseur doit être lirai- tée si l'on veut éviter les défauts ou craquelures, ou bien il faut opérer lentement par couches successives de résines polyesters, qui août polym risées l'une après l'autre. De plus, les objets obtenus pr sentent des tensions internes et leurs surfaces, après polymérisa- tion, sont collantes.
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Le procède, objet de la présente invention, a pour but , d'ester ces divers inconvénients et permet d'obtenir, de façon très Simple et très rapide, des objets moulas en résines polyester! coin-*
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pletement polyinériodes, transparents, peu colorés de toutes épais* j seurs, pouvant présenter de grandes dimensions, et sans tension Ce procédé consiste à effectuer la eopolytnérlsation de la résine polyester à l'aide d'un système catalytique présentant des seuils de décomposition successifs,
associé à un promoteur (ou
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un mélange de promoteurs) choisi parmi les aminés tertiaires a.pla" tiques, en élevant progressivement la température de la résine jusqu'au seuil de décomposition le plus élevé du système catalytique
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et en maintenant cette température jusqu'à complète poly-mdrisatiôn- Par résines polyesters, on entend ici la solution dans un solvant non saturé poly!;
ierisable, d'un coidposé lui-më.-te non sa* turé, obtenu par la réaction d'un composé polyhydroxylé avec un diacide u p non saturé, éventuellement associé à un diacide sature*
Cornue système catalytique de polymérisation,on utilise, suivant l'invention, un mélange de catalyseurs ayant au moins deux
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seuils de décomposition différents, de manière à ce que la rditctiort activée par le catalyseur ayant le seuil de décomposition le plus bas $e poursuive grâce au deuxième catalyseur, quand l'action du premier est terminée.
On peut citer, par exemple, l'association de deux peroxydes tels que le peroxyde de benzoyle et le peroxyde de
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méthyléihylcétone, l'hydroperoxyde de nnthyllatbutylGrtane et l'hydroperoxyde de eu-cène, le peroxyde de cyclohexni-ine et le peroxyde de ,rthyltizylcaoaxe, le peroxyde de cyclohexanonot et l'hydroperoxyde de ciuiène, etci..
Les proportions de chacun des catalyseurs dans le système catalytique et les quantités de mélange des catalyseurs 1 utiliser ,selon l'invention varient suivant l'épaisseur des objetsobtenir, ces quantités diminuant avec l'augmentation de l'épaisseur des ob- jets. Les quantités de mélange sont avantageusement co .prises entre 0,1 et 2% en poids par rapport à la résine polyester.
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Comme promoteur, on utilise avantageusement des chlorhy- drates d'aminés tertiaires aliphatiques, et plus particulièrement des chlorhydrates d'aminés tertiaires dont au moins un des groupes alcoyles est hydroxylé. On peut citer, par exemple,les chlorhy-
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drates de tr14thylamine, de butyléthyla&ine, de triéthanolamine, de
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dléthylaminoéthanol, de m6thylau1nodiéthanol, de butylaminod1éthanol" etc... Les proportions de chlorhydrate d'aminé peuvent varier de
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0,05 à 0$3% en poids par rappel à la résine polyester. Le promoteur peut avantageusement être dissous dans un solvant constitué,par exemple, par un mélange de glycols.
On peut ajouter au mélange du polyester, avec le système catalytique et le promoteur, des colorants ou des stabilisants à la lumière, dans les proportions habituellement employées avec les résines polyesters.
Le mélange de résine, du système catalytique et du promo- teur est introduit, de préférence, dans un moule dont les parois
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internes sont revêtues de résine de polytétrafluoroéthylène pour éviter l'adhérence du mélange au moule et ainsi ne pas entraver son retrait au cours de la polymérisation. De cette façon, on est sûr d'obtenir des pièces exemptes de tensions.
Le moule ainsi revêtu, contenant le mélange de la résine, du système catalytique et du promoteur est porté dans une enceinte dont la température est élevée progressivement,par exemple de 40 à 120 , ce qui peut être, réalisé, soit au moyen d'une étuve ventilée) dont on élève progressivement la température, soit dans un four à gradient de température dans lequel un tapis transporte les moules dans des zones de température croissante. Le temps/de progression / du chauffage des moules varie suivant l'épaisseur des objets et peut être compris par exemple entre 30 et 60 minutes.
On maintient la température extrême', 1200 parexemple, pendant un temps suffi- sant pour atteindre la polymérisation complète de la résine, ce temps variant de 5 à 15 minutes suivant l'épaisseur de l'objet.
Après refroidissement, on découle et obtient un objet dont la sur-
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face est satinée, non collante, et qui ne présente aucune tension.
Le procédé s'applique à la fabrication d'objets de toutes formes, et plus particulièrement à celle de plaques ou blocs de toutes dimensions, dont l'épaisseur peut varier de 3 à 100 m/m.
On peut 'leur- conférer un aspect brillant et la transparence, par polissage, au .noyen, par exemple, de polissoirs identiques ceux utilisés pour le verre.
Les objets obtenus selon le procédé de l'invention pré- sentent de bonnes propriétés :ils sont incolores ; leur densité est de 1,2, leur dureté Shore D supérieure à 85 et leur résistance à la rayure, mesurée avec l'appareil africain "She&r Scratch Tester Taber" n 203 et suivant la norme US NEMA LP-2, est de 150 à 160 g, alors qu'un lamifié mélaminofermol, mesuré de la même façon, a une résistance à la rayure de 140 à 150 g, et le polyméthacrylate de méthyle une résistance à la rayure de 50 à 60 g. -
Les applications des objets obtenus selon l'invention sont celles de toutes les matières plastiques transparentes. Les plaques peuvent avantageusement re placer le verre, surtout dans les cas ou une question de poids entre en jeu.
Leur résistance à la rayure supérieure à celle des verres organiques courants en fait des matériaux de choix pour certaines applications, notaient pour la fabrication de vitres arrière et latérales de voitures.
L a transparence et l'absence de coloration des matériaux obtenus selon le procédé rendent leur emploi particulièrement favorable dans la réalisation de panneaux décoratifs. Ces matériaux se prêtent également à toutes les techniques d'inclusion.
On donne ci-après, à titre indicatif et non limitatif, des exemples de réalisation de plaques épaisses en polyester selon le procédé objet de l'invention.
EXEMPLE 1
On mélange 1 kg d'une résine polyester peu réactive, ven- due dans le commerce sous la marque déposée Stratyl A 16, 2 g d'une solution de 7 g de chlorhydrate de diéthylaminoéthanol dans le
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mélange de z d'alcool éthylique, 30 g d éthoxy-2¯éthanol et 25 g d#6tyleitieglycol, puis on ajoute % g de peroxyde de oyolohexanone et 10 g d'une solution d'hydroperoxyde de cumèno à z dans le emmené. On verse dans un moule d'acier enduit intérieurement de pOlyt6tra.tllloroéthylène de 39 cm de longueur, 36 cm de largeur et 0,6 cm d'épaisseur ; on porte le moule dans un four de polyméri-
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sation à ,0 , et dont on élève la température jusqu' z.20 en 40 minutes; on cnaintient à ut pendant 10 minutes ; on extrait le moule du tour.
Après 30 minutes, le moule étant froid, la plaque
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de polyester est déHloulée ; elle présente des surfaces satinées qui sont polies afin d'obtenir une plaque transparente*
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mÌl'1J1t.?,I.
On répète l'exemple 1 en utilisant un système catalytique différent, des proportions différentes de promoteur et de cataly- seurs, et des moules 'de même longueur et de même largeur, mais d'épaisseurs différentes. Les résultats des essais sont réunis dans le tableau suivant :
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Epaisseur du jaoule 0,6 Cia 1#2 cm 2,4 cm 3,6cm
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<tb> Résine <SEP> polyester <SEP> 1 <SEP> kg <SEP> 2 <SEP> kg <SEP> 4 <SEP> kg <SEP> 6 <SEP> kg
<tb>
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Solution de chlorhydrate d'ëthyl- 1,.5 tlt:il.a4t1&3102 1,5g 3g 6g 9 g Solution dYydroperat5de de rai.ly1iscrtfutylc cjze ?. 80,4 dans du phtalate de diûrt'thyle 10 g 10 g 15 9 Eolutton d'hydroperoxyde de eu-,bne 7U tu dan,5 du cumenë 10 20 g 20 g 15 g I3urf'e de chauffage de 40 à 1206 40 mn 40 on 40 un 50 ma Durée de chauff&ge à 1200 10 mn 10 an 10 mn 15 mn EmrJe de refroidissement 30 mn 30 an 30 ion 1 h. EXEMPLE 3.
L'exemple 2 est répété en employant une solution de chlor-
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hydrate de butyld1ôthylaD1ne ,. la place de chlorhydrate de6thyl- Qwino&tllEtl'101, Avec les ifllueg concentration* et le)) mé-ion durdew de chauffage, on obtient des plaques dont les propriétés sont pratique-
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Lent 1de.l t1ques h celles des plaques obtenues dans l'exemple 2.