Procédé de fabrication d'une masse susceptible d'être moulée L'invention a pour objet un procédé de fa brication d'une masse susceptible d'être mou lée.
Les pièces telles que, par exemple, les verres de lunettes et les parties transparentes de la structure externe des avions, sont ordi nairement en matières -thermoplastiques, tel les que le méthacrylate .de méthyle polymérisé.
Mais les produits thermoplastiques utilisés jusqu'ici dans ces applications se sont révélés inappropriés pour les avions très rapides, le frottement de l'air pouvant élever leur tempé rature jusqu'au point de ramollissement, ce qui peut provoquer une diminution de leur trans parence et une déformation de la construction.
Les verres pour lunettes sont obtenus en moulant à chaud et sous pression, entre les matrices optiquement précises, un produit ther moplastique transparent comme le poly méthacrylate de méthyle. Ce produit thermo plastique possède la résilience et la légèreté très souhaitables pour les verres correcteurs, mais il offre l'inconvénient de se rayer facile ment. Il a été proposé pour pallier cet incon vénient de recouvrir le polyméthacrylate de méthyle d'une couche très mince de méthacry late d'allyle, résine à liaisons transversales, of frant une résistance ùu rayage comparable à celle du verre.
Bien qu'un grand nombre d<B>e</B> lentilles satisfaisantes ;aient été obtenues par cette méthode, il a été reconnu que les proprié- tés très différentes des deux matériaux pou vaient conduire à des verres inutilisables.
Le procédé objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'on polymérise par- tiellement un mélange de matières polymérisa bles, dont l'une, quand elle est complètement polymérisée seule, donne une résine synthéti que thermoplastique, et une autre, quand elle est complètement polymérisée seule, donne une résine synthétique thermodurcissable,
pour for mer directement à partir du mélange une masse suffisamment rigide pour être stockée et ma nipulée mais encore apte à subir un moulage sous l'action de la chaleur et de la pression et dont la polymérisation est susceptible d'être complétée, les proportions des constituants du mélange et les conditions pendant la polymé risation partielle étant telles que les propriétés indiquées se rencontrent dans la masse par tiellement polymérisée.
Ce procédé permet de fabriquer un maté riau en feuille ou en bloc, comme article com mercial, des feuilles ou des blocs homogènes qui ne sont que partiellement polymérisés, et bien que suffisamment stables et fermes pour être stockés et manipulés sont encore suffi- sarment plastiques pour pouvoir être façon nés ou moulés et transformés en des produits solides complètement polymérisés, à chaud et sous pression.
Pour obtenir l'objet définitif, on peut par exemple mouler le produit partiellement poly- m6risé dans des moules de compression, ou bien le former à la main ou mécaniquement par pressage à chaud sur une matrice mâle ou dans une matrice femelle ou par soufflage libre,
le pourtour de la feuille préchauffée étant fixé et la forme donnée par application d'air comprimé sur le côté inférieur.
Pour l'obtention de verres de lunettes, on donne à la feuille ou au bloc de produit par- tiellement polymérisé une première forme très voisine de la forme définitive, puis on effec tue un moulage à chaud sous pression entre des matrices optiquem:
ent précises afin de com pléter la polymérisation et d'obtenir les sur faces optiquement précises recherchées. Pour la fabrication de coupoles d'avions transpa rentes, le produit en feuille partiellement poly mérisé est découpé à la forme désirée, chauf fé à sa température de ramollissement puis formé sous pression,
la chaleur conservée par la feuille au cours de cette opération étant sensiblement suffisante pour achever la poly mérisation.
Des exemples de composés monomères pouvant être employés dans cette invention sont le méthacrylate de méthyle, le styrolène, le méthacrylate d'éthyle, de propyle ou d'iso- propyle, qui se polymérisent en donnant des résines thermoplastiques, et le méthaarylate d'allyle et l'allyl-diglycol-carbonate qui se polymérisent en dormant des thermodurcissa bles.
On peut si l'on veut employer des mé langes de deux ou de plusieurs des monomères thermoplastiques ci-dessus avec le monomère thermodurcissable, ou avec des mélanges de monomères thermodurcissables se révélant ap propriés.
Parmi les résines thermodurcissables s'é tant montrées particulièrement intéressantes dans la pratique, figurent le méthacrylate d'al- lyle et l'allyl-di-glycolcarbonate, ou, pour em ployer une appellation scientifiquement plus précise, le diéthylèneglycol-bis-allyl-carbonate, ou un mélange de ces composés.
L'allyl-digly- col-carbonate est particulièrement intéressant lorsqu'on désire une résistance élevée à la chaleur et à l'abrasion. En outre, ce compo sé conduit à des produits résistant à l'action des solvants organiques et qui ne sont donc pas ou peu endommagés.
Avec le méthacrylate d'allyle comme cons- tituant thermodurcissable du mélange polymé risé, on obtient un produit final possédant une bonne résistance à la chaleur et un point de ramollissement plus élevé, mais cette stabilité thermique est obtenue au détriment de la ré sistance au choc.
On doit conclure d'après ce qui précède, qu'en dehors des considérations d'ordre éco nomique, on préfère n'employer que le car bonate d'allyl-diglycol comme constituant ther modurcissable et lé méthacrylate de méthyle comme constituant thermoplastique dans le mé lange de départ, et on a trouvé que leurs pro portions pouvaient varier entre de larges li mites.
On a obtenu expérimentalement un produit particulièrement intéressant avec un mélange primitif constitué par 80 % en poids de carbonate d'allyl-diglycol et 20 % en poids de méthacrylate<B>d</B>e <RTI
ID="0002.0123"> méthyle.
Les exemples suivants de mise en oeuvre du procédé ont donné des résultats satisfai sants.
Si l'on emploie le carbonate d'allyl-diglycol comme thermodurcissable et le méthacrylate de méthyle comme thermoplastique, on chauf fe à 55-600 C un mélange de 80 % en poids du premier composé et de 20 '% <RTI
ID="0002.0146"> en poids du second, en maintenant cette température pen dant 60 - 70 heures; on a alors une feuille de produit partiellement polymérisé, suffisamment rigide pour être manipulée sans déformation mais encore suffisamment plastique pour être façonnée et moulée.
On moule alors ce pro duit intermédiaire sous pression et à 150o C pendant 20 minutes, période :au bout de la quelle la polymérisation est totale et on obtient un matériau final rigide et infusible.
Avec le méthacrylate de méthyle et le méthacrylate d'allyle, on a trouvé que la pro- portion en poids de méthacrylate d'allyle dans le mélange monomère de ces deux plastiques ne devait généralement pas dépasser 60 % et être comprise de préférence entre 10 et 50 0/0.
Si la teneur en méthacrylate d'allyle dépasse sensiblement 50 '%, le produit intermédiaire formé par polymérisation partielle peut avoir tendance à être trop rigide pour un façonnage et un moulage aisés.
D'autre part, si le mélange monomère est constitué par du méthacrylate d'allyle et par du styrolène, la proportion du premier si on le désire, peut dépasser 50 0/0, le produit alors formé après polymérisation se montre plus facilement moulable.
Pour la fabrication des verres de lunettes, on préfère employer des proportions égales de méthacrylate d'allyle et de méthacrylate de méthyle. Pour les coupoles transparentes d'avions ou pièces analogues,
on préfère un mélange à 20 % en poids de méthacrylate d'allyle et 80 % en poids de méthacrylate de méthyle.
Lorsque le mélange de départ est constitué par 10 à 50 % de méthacrylate d'allyle avec 0,1 à 0,5 % de peroxyde de benzoyle, le reste étant du méthacrylafie de méthyle, on doit chauffer le mélange environ 1/2 heure à 801,
C au bain-marie jusqu'à ce qu'il se soit épaissi pour former un sirop clair. On peut alors le couler dans un moule formé de plaques de verre parallèles, à bords scellés par exemple à l'aide de joints à l'alcool polyvinylique ou à l'acétate de cellulose, avec un échelonnement de cylindres de verre ou d'un matériau inerte vis-à-vis du sirop tel que le polyéthylène, et le maintenir pendant 40-50 heures de 35 à 40 degrés C ;
le mélange est alors partiellement polymérisé en une feuille dure mais moulable, que l'on peut découper et travailler aux dimen sions requises pour l'objet final ;
d'autre part, si l'on préchauffe cette feuille à 100 C en viron et qu'on l'introduise dans un moule ou une forme, puis la chauffe à 150(l C sous pres sion pendant 15 minutes environ, la polyméri sation du méthacrylate d'allyle est totale. On doit noter qu'avec le méthacrylate d'allyle comme constituant thermodurcissable, la pro portion de catalyseur doit être faible et ne doit généralement pas dépasser 0,
5 '% du mélange, mais qu'avec l'allyl-diglycol-carbonate on doit employer une quantité beaucoup plus impor tante de catalyseur, habituellement de 3 0/0 environ.
Les indications précédentes admettent de nombreuses modifications. En particulier dans l'exemple ci-dessus de préparation du sirop que l'on place dans le moule formant la feuille ou le bloc, une température de 600 C au lieu de 80o aura un résultat si on la maintient pendant une durée plus longue, mais l'emploi d'une température plus élevée pendant une plus courte période,
en dehors de l'économie de temps évidente, offre l'avantage de con duire à un sirop caractérisé chimiquement par une chaîne plus courte que si l'on opère à plus basse température pendant une plus lon gue durée.
Dans la fabrication de verres correcteurs, la pression doit être d'environ 300 kg/cm2, mais si l'on désire simplement -amener la feuille partiellement polymérisée à la courbure et à la forme voulues sans modifier son épaisseur, une pression de l'ordre de 1 atmosphère sema suffisante.
On voit d'après ce que l'on vient de dire que dans la pratique courante, la polymérisa tion finale est obtenue à chaud et sous pres sion, mais cette polymérisation pourrait être réalisée par un rayonnement de haute énergie, avec l'avantage que dans certains cas il se rait possible de former un objet à partir de la feuille ou du bloc partiellement polymérisé in termédiaire,
et d'obtenir la polymérisation fi- pale en le soumettant à un rayonnement de grande énergie,
évitant ainsi tout danger de déformation dû au fait que jusqu'à la poly mérisation totale le produit intermédiaire par tiellement polymérisé possède encore des pro- pmi6tés thermoplastiques.
Les produits obtenus, quels que soient les constituants thermodurcissables choisis ou le processus adopté, peuvent être renforcés, en particulier du point de vue de leur résistance au choc, en incorporant des fibres dans le mé lange polymérisable avant le début de la poly mérisation ou à un certain stade précédant la polymérisation totale, par exemple à un stade intermédiaire auquel la masse est encore suf fisamment plastique pour permettre l'introduc tion de fibres solides.