EP2448737A2 - Composition de polyarylene-ether-cetone pour soudure par induction - Google Patents

Composition de polyarylene-ether-cetone pour soudure par induction

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EP2448737A2
EP2448737A2 EP10745369A EP10745369A EP2448737A2 EP 2448737 A2 EP2448737 A2 EP 2448737A2 EP 10745369 A EP10745369 A EP 10745369A EP 10745369 A EP10745369 A EP 10745369A EP 2448737 A2 EP2448737 A2 EP 2448737A2
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EP
European Patent Office
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composition according
composition
weight
reinforcing filler
ketone
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10745369A
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German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Dufaure
Benoît BRULE
Michel Glotin
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Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2071/00—Use of polyethers, e.g. PEEK, i.e. polyether-etherketone or PEK, i.e. polyetherketone or derivatives thereof, as moulding material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2418—Coating or impregnation increases electrical conductivity or anti-static quality

Definitions

  • the invention relates to a polymeric composition containing at least one polyarylene-ether-ketone, optionally filled with fibers or other elements increasing the modulus, and ferrimagnetic or ferromagnetic conductive particles that can be used in the manufacture of induction-weldable parts in the field.
  • Polyarylene ether ketones are very high performance polymers and can be used to obtain parts used in demanding stress areas, such as the aeronautics and aerospace fields, the medical field, electronics, exploration and exploitation. oil or some automotive applications.
  • induction welding Induction welding allows high welding speeds, localization of heating (thus welds), clean, small weld seams and constant quality.
  • conductive metal powders such as iron, ferrite, magnetite or certain alloys based on metals
  • US Patent 6939477 B2 claims a composition associating a matrix with non-conductive hexagonal ferrite particles whose size is greater than or equal to one micron and a Curie temperature close to the transformation temperature of the matrix, to enable control. the temperature of said composition when exposed to induction heating.
  • WO2008 / 1 10327 A1 discloses a method of welding polyamide material associated with iron-based particles.
  • the polyamide may also be associated with polyether ether ketone (PEEK).
  • PEEK polyether ether ketone
  • the preferred welding mode is the vibration or the hot plate which are processes especially adapted to welds on small parts, further limiting the possibility of multiple welds on the same assembly of parts.
  • Document US 2008/0292824 describes the welding of plastic composite in an alternating electromagnetic field, the welding being obtained using nanometric particles of magnetic oxides. The use of nanoscale particles requires the availability of a suitable method to ensure their good dispersion, if one wants to obtain a material having the best properties, including mechanical properties.
  • WO2009 / 002558 discloses a composition of polymer and magnetic particles. This application does not specifically take into account the combination of polyarylene ether ketones with or without conductive particles. When these are used, they are combined with nonconductive magnetic particles. In addition, the weld is obtained under an electromagnetic field whose width of the pulses is modulated.
  • the Applicant has now found that the use of conductive ferromagnetic or ferrimagnetic particles of average diameter greater than 1 ⁇ m and less than 1 mm in a polymer matrix containing at least one polyarylene-ether-ketone, optionally loaded with fibers or other elements.
  • increasing the module makes it possible to obtain objects that can be soldered by induction, and thus the production of complex high performance parts, in an alternating electromagnetic field of between 50 kHz and 100 MHz, and preferably between 100 kHz and 10 MHz. ; this frequency range also provides better safety for people working close to these devices.
  • the invention relates to a composition combining:
  • At least one polyarylene-ether-ketone that can contain at least one reinforcing filler
  • the invention also relates to the use of this composition in the production of parts that can be welded by an induction welding device by using an alternating electromagnetic field of a frequency between
  • the invention also relates to the objects made by the composition of the invention. It also relates to induction welding using an alternating electromagnetic field, these objects. For clarity of the following text, the following definitions will be used:
  • the polymer denotes one or more polyarylene-ether-ketone type polymers (PAEK).
  • -At least one means one or more.
  • polyarylene ether ketones used in the invention also called PAEK (PolyArylEtherKetone in English) are polymers comprising the following units of formulas:
  • Ar and An each denote a divalent aromatic radical Ar and Ar1 which may be identical or different;
  • Ar and An may be chosen, preferably, from 1,3-phenylene, 1,4-phenylene, 4,4'-biphenylene, 1,4-bis (4-phenoxybenzoyl) phenylene, 1,4 naphthylene, 1,5-naphthylene and 2,6-naphthylene, or even anthracenylene units,
  • X denotes an electron-withdrawing group; it may preferably be chosen from carbonyl group and sulphonyl group,
  • Y denotes a group selected from an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, such as -CH 2 -, isopropylidene or hexafluoroisopropylidene.
  • At least 50%, preferably at least 70% is a carbonyl group. More particularly, at least 80% of the X groups are a carbonyl group. Moreover, at least 50%, preferably at least 70% of the Y groups represent an oxygen atom. More particularly at least
  • 80% of the Y groups represent an oxygen atom.
  • 100% of the X groups denote a carbonyl group.
  • 100% of the Y groups represent an oxygen atom.
  • the polyarylene ether ketone may be chosen from: a poly-ether-ether-ketone also called PEEK comprising units of formula I:
  • PEK poly-ether-ketone also called PEK, comprising units of formula II:
  • PEKK poly-ether-ketone-ketone also called PEKK, comprising units of formulas NIA, of formula IMB and their mixture:
  • PEKEKK polyether-ether-ketone-ketone
  • the polymer that can be used according to the invention can be semi-crystalline or amorphous. It is present in proportions ranging from 1 to 99% by weight of the composition. More particularly, it is present in proportions of 20 to
  • the polymer that can be used according to the invention is PEKK.
  • the polyaryl-ether-ketone may be combined with another polyaryl-ether-ketone. This is sometimes desirable for example to change the rheology or crystallinity.
  • PEKK-PEEK, PEKK-PEK, PEKK-PEKEKK, PEKK-PEEKK and PEKK-PEKK mixtures can thus be considered within the context of the invention. In the latter case in particular, it is possible to mix amorphous and crystalline PEKK or PEKK of different crystallinity.
  • the reinforcing fillers used in the context of the invention may be mineral fillers such as talc, montmorillonite, chalk, mica, kaolin.
  • the reinforcing fillers may be glass fibers or carbon fibers.
  • the fibers may be short or long, or be in the form of woven or non-woven mat.
  • the reinforcing fillers may be carbonaceous fillers such as expanded graphite or not, carbon black, carbon nanotubes.
  • the mineral fillers may be present in proportions of 5 to 30% by weight of the composition. More particularly, the mineral fillers are present in proportions of 5 to 20% by weight of the composition.
  • the fibers or mats of fibers and carbonaceous fillers may be present in proportions of 5 to 60% by weight of the composition. More particularly, the fibers or the fiber mat and the carbonaceous fillers are present in proportions of 10 to 30% by weight of the composition.
  • the fillers may optionally be surface-treated to improve their adhesion to the polymer.
  • the ferromagnetic or ferrimagnetic conductive particles concerned by the invention are iron compounds, or alloys based on iron and one or more elements, chosen from manganese, cobalt, magnesium, copper, nickel, oxygen (non-exhaustive list).
  • compositions of the invention may contain conventional additives such as anti-UV, antioxidant, lubricants, etc.
  • compositions of the invention may be obtained by mixing the melt polymer, fillers, and ferromagnetic or conductive ferrimagnetic particles in a compounding tool known to those skilled in the art such as an extruder, a mixer or an internal mixer.
  • the charges can be introduced either in the same hopper as the polymer or in another hopper (ie in the molten polymer in the latter case).
  • compositions of the invention may be obtained by mixing a premix of polymer and filler, and ferromagnetic or ferrimagnetic conductive particles, these two stages.
  • melt compounding tool of the polymer known to those skilled in the art such as an extruder, a kneader or an internal mixer.
  • compositions without reinforcing filler or for compositions containing reinforcing fillers that are not fibers by extrusion, injection, injection molding, etc.
  • short fibers by injection or injection compression of short fiber granules, the granule being obtained by mixing (compounding in English terminology) on an extruder (bi-screw preferably) compositions of the invention and cutting rush obtained .
  • extruder bi-screw preferably
  • long fibers by injection (or injection compression) of long fiber granules the granule being obtained by impregnation of continuous fiber bundles in the molten polymer mixture - ferrimagnetic or ferromagnetic particles by means of a cross-head extruder then cutting of the rush obtained.
  • the long fibers in the form of wicks (roving in English terminology) can also be incorporated directly during the injection.
  • woven or non-woven mats For the woven or non-woven mats, obtaining laminated sheets by hot pressing at temperatures above the melting temperature of the polyarylene ether ketone having the highest melting point of a stack, alternately, of a mat.
  • prepregs obtained either by impregnating (sheathing) the fibers in a bath of the polymer mixture-ferrimagnetic or ferromagnetic particles (in the case of bundles of fibers, with a crosshead extruder), or by impregnation in a fluidized bed (that is to say electrostatically dusting and then melting the powder of the polymer mixture- ferrimagnetic or ferromagnetic particles in an oven heated to a temperature above the melting temperature of the polymer), either by dusting and then melt coating, then production of the composite from the prepregs, or by filament winding (winding on a mandrel fiber bundles), for the realization hollow bodies for example, or by pressing and thermoforming plates made from pre-impregnated fiber mat, for the manufacture of hulls.
  • the device for performing the electromagnetic induction welding is a generator of alternating electromagnetic fields providing a frequency between 50 kHz and 100 MHz, and preferably between 100 Khz and 10 MHz. Examples
  • the two half-test pieces on either side of the PEKK band alone are always separated.
  • the two half-test pieces on either side of the band composed of PEKK and ferrimagnetic particles are bonded together.
  • One end is suspended from one jaw of a traction machine, one free jaw is hooked on the other end, the two parts of the test tube remain bound and do not separate, proof that the welding has taken place.
  • a similar test is carried out by replacing the ASC 200 powder with an Electronic Oxide 40 powder supplied by the company H ⁇ ganas.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne une composition polyméhque contenant au moins un polyarylène-éther-cétone éventuellement chargée de fibres ou d'autres éléments augmentant le module, et de particules ferrimagnétiques ou ferromagnétiques conductrices pouvant être utilisées dans la fabrication de pièces soudables par induction sous champ électromagnétique alternatif, ainsi que les objets fabriqués par la composition de l'invention. Elle concerne aussi la soudure par induction utilisant un champ électromagnétique alternatif, de ces objets.

Description

COMPOSITION DE POLYARYLENE-ETHER-CETONE POUR
SOUDURE PAR INDUCTION
L'invention concerne une composition polyméhque contenant au moins un polyarylène-éther-cétone, éventuellement chargée de fibres ou d'autres éléments augmentant le module, et de particules ferrimagnétiques ou ferromagnétiques conductrices pouvant être utilisées dans la fabrication de pièces soudables par induction sous champ électromagnétique alternatif. Les polyarylène-éther-cétones sont des polymères de très haute performance et permettent l'obtention de pièces utilisées dans des domaines de contraintes exigeantes, tels les domaines aéronautique et aérospatiale, le domaine médical, l'électronique, l'exploration et l'exploitation pétrolière ou encore certaines applications automobiles.
Dans ces domaines, II est parfois nécessaire de souder des pièces, et parmi les techniques utilisées, la soudure par induction est une technique de choix. La soudure par induction autorise de grandes vitesses de soudure, une localisation du chauffage (donc des soudures), des cordons de soudure propres, petits et d'une qualité constante. L'utilisation de certaines gammes de fréquences, typiquement autour de 2MHz procure par ailleurs une meilleure sécurité pour les personnes travaillant proche de ces champs électromagnétiques. La demanderesse a maintenant constaté que la composition polyméhque contenant au moins un polyarylène-éther-cétone, éventuellement chargée de fibres ou d'autres éléments augmentant le module, à certaines poudres métalliques conductrices telles que le fer, la ferrite, la magnétite ou certains alliages à base de métaux, était avantageusement utilisable pour la réalisation de pièces de hautes performances et pouvant être soudées par induction à des fréquences comprises entre 50 KHz et 100MHz et de préférence entre 100 KHz et 10 MHz, bornes comprises. Art antérieur
Le brevet US 6939477 B2 revendique une composition associant une matrice à des particules non conductrices de ferrite hexagonale dont la taille est supérieure ou égale à un micron et d'une température de Curie proche de la température de transformation de la matrice, pour permettre le contrôle de la température de la dite composition lorsque qu'elle est exposée à un chauffage par induction.
Le brevet WO2008/1 10327 A1 décrit un procédé de soudure de matériau polyamide associé à des particules à base de fer. Plusieurs procédés de soudure sont décrits comme pouvant être utilisables. Par ailleurs, le polyamide peut aussi être associé aux polyéther-éther-cétone (PEEK). Dans cette demande, le mode de soudure préféré est la vibration ou la plaque chaude qui sont des procédés surtout adaptés à des soudures sur des petites pièces, limitant de plus la possibilité de soudures multiples sur un même assemblage de pièces. Le document US 2008/0292824 décrit la soudure de composite plastique dans un champ électromagnétique alternatif, la soudure étant obtenue à l'aide de particules nanométriques d'oxydes magnétiques. L'utilisation de particules nanométriques impose de disposer de procédé adéquat pour assurer leur bonne dispersion, si on veut obtenir un matériau présentant les meilleures propriétés, notamment mécaniques. Il est en outre recommandé pour des charges très petites, de diamètre typiquement inférieure à 1 μm, d'utiliser des champs électromagnétiques à des fréquences élevées typiquement > 100 MHz pour assurer un chauffage suffisant des matériaux. Les générateurs permettant rétablissement de ces champs électromagnétiques sont généralement coûteux et les hautes fréquences présentent plus de danger pour les personnes proches de ces champs électromagnétiques. Le document WO2009/002558 décrit une composition de polymère et de particules magnétiques. Cette demande ne prend pas spécifiquement en compte la combinaison polyarylène ether cétones chargés ou non de particules conductrices. Lorsque ces dernières sont utilisées, elles sont combinées à des particules magnétiques non-conductrices. Par ailleurs la soudure est obtenue sous champ électromagnétique dont la largeur des puises est modulée.
La demanderesse a maintenant constaté que l'utilisation de particules ferromagnétiques ou ferrimagnétiques conductrices de diamètre moyen supérieur à 1 μm et inférieur à 1 mm dans une matrice polymérique contenant au moins un polyarylène-éther-cétone, éventuellement chargée de fibres ou d'autres éléments augmentant le module, permet l'obtention d'objets qui peuvent être soudés par induction, et ainsi la réalisation de pièces complexes de hautes performances, dans un champ électromagnétique alternatif compris entre 50 kHz et 100MHz, et de préférence compris entre 100KHz et 10 MHz ; cette gamme de fréquence procure en outre une meilleure sécurité pour les personnes travaillant proche de ces dispositifs.
Résumé de l'invention.
L'invention porte sur une composition associant :
-au moins un polyarylène-éther-cétone pouvant contenir au moins une charge renforçante,
-au moins une particule conductrice ferromagnétique ou ferrimagnétique. L'invention concerne aussi l'utilisation de cette composition dans l'élaboration de pièces pouvant être soudées par un dispositif de soudure par induction en utilisant un champ électromagnétique alternatif d'une fréquence comprise entre
5OkHz et 100 MHz, et de préférence entre 100 Khz et 10 MHz.
L'invention concerne aussi les objets fabriqués par la composition de l'invention. Elle concerne aussi la soudure par induction utilisant un champ électromagnétique alternatif, de ces objets. Pour la clarté du texte qui suit, on utilisera les définitions suivantes :
-Le polymère désigne un ou plusieurs polymères de type Polyarylène- éther-cétone (PAEK).
-Au moins un signifie un ou plusieurs.
Description détaillée.
Les poly-arylène-éther-cétones utilisés dans l'invention, également nommés PAEK (PolyArylEtherKétone en langue anglaise), sont des polymères comportant les motifs de formules suivantes :
(-Ar-X-) et (-An-Y-)
dans lesquelles :
Ar et An désignent chacun un radical aromatique divalent Ar et Ar1 pouvant être identiques ou différents ;
Ar et An peuvent être choisis, de préférence, parmi le 1 ,3-phénylène, 1 ,4- phénylène, le 4,4'-biphénylène, le 1 ,4-bis(4-phénoxybenzoyle) phénylène, le 1 ,4-naphthylène, le 1 ,5-naphthylène et le 2,6-naphthylène, voire des motifs anthracénylènes,
X désigne un groupe électro-attracteur ; il peut être choisi de préférence parmi le groupe carbonyle et le groupe sulfonyle,
Y désigne un groupe choisi parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre, un groupe alkylène, tel que -CH2-, isopropylidène ou hexafluoroisopropylidène.
Dans ces motifs, au moins 50%, de préférence au moins 70% sont un groupe carbonyle. Plus particulièrement, au moins 80% des groupes X sont un groupe carbonyle. Par ailleurs au moins 50%, de préférence au moins 70% des groupes Y représentent un atome d'oxygène. Plus particulièrement au moins
80% des groupes Y représentent un atome d'oxygène.
Selon un mode de réalisation préféré, 100% des groupes X désignent un groupe carbonyle. Selon un autre mode, 100% des groupes Y représentent un atome d'oxygène.
Plus préférentiellement, le poly-arylène-éther cétone (PAEK) peut être choisi parmi : -un poly-éther-éther-cétone également nommé PEEK comprenant des motifs de formule I :
Formule I
-un poly-éther-cétone également nommé PEK, comprenant des motifs de formule II :
Formule II
-un poly-éther-cétone-cétone également nommé PEKK, comprenant des motifs de formules NIA, de formule IMB et leur mélange :
Formule NIA
Formule IMB -un poly-éther-éther-cétone-cétone également nommé PEEKK, comprenant des motifs de formules IV :
Formule IV
-et un poly-éther-éther-cétone-cétone également nommé PEKEKK, comprenant des motifs de formules V:
Mais d'autres arrangements du groupe carbonyle et de l'atome d'oxygène sont également possibles.
Le polymère utilisable selon l'invention peut être semi-cristallin ou amorphe. Il est présent dans des proportions allant de 1 à 99 % en poids de la composition. Plus particulièrement, il est présent dans des proportions de 20 à
95% en poids de la composition. De manière préférée, le polymère utilisable selon l'invention est le PEKK.
II est parfois nécessaire de mélanger les polymères pour optimiser les propriétés des matériaux. Dans le cadre de l'invention le polyaryl-éther-cétone peut être allié à un autre polyaryl-éther-cétone. Cela est parfois souhaitable par exemple pour modifier la rhéologie ou la cristallinité. On pourra ainsi considérer dans le cadre de l'invention des mélanges PEKK-PEEK, PEKK-PEK,PEKK- PEKEKK, PEKK-PEEKK, PEKK-PEKK. Dans ce dernier cas en particulier, on pourra mélanger des PEKK amorphes et cristallins ou des PEKK de différentes cristallinité. Selon un mode de l'invention, les charges renforçantes utilisées dans le cadre de l'invention peuvent être des charges minérales telles que le talc, la montmorillonite, la craie, le mica, le kaolin.
Selon un autre mode de l'invention, les charges renforçantes peuvent être des fibres de verre ou des fibres de carbone. Dans ce dernier mode de l'invention, les fibres peuvent être courtes ou longues, ou se présenter sous forme de mat tissé ou non tissé.
Selon un autre mode de l'invention, les charges renforçantes peuvent être des charges carbonées telles que le graphite expansé ou non, le noir de carbone, les nanotubes de carbone.
Les charges minérales peuvent être présentes dans des proportions de 5 à 30 % en poids de la composition. Plus particulièrement, les charges minérales sont présentent dans des proportions de 5 à 20% en poids de la composition. Les fibres ou les mats de fibres et charges carbonées peuvent être présentes dans des proportions de 5 à 60% en poids de la composition. Plus particulièrement, les fibres ou les mat de fibres et les charges carbonées sont présentent dans des proportions de 10 à 30% en poids de la composition.
Les charges peuvent être traitées le cas échéant en surface pour en améliorer l'adhésion vis-à-vis du polymère.
Les particules ferromagnétiques ou ferrimagnétiques conductrices concernées par l'invention sont les composés de fer, ou d'alliages à base de fer et d'un ou plusieurs éléments, choisis parmi le manganèse, le cobalt, le magnésium, le cuivre, le nickel, l'oxygène (liste non exhaustive).
-dont le diamètre moyen (mesuré à l'aide de techniques telles que la diffraction laser, le tamisage, l'analyse d'images obtenues par microscopie...) est de 1 μm à 1 mm, bornes comprises. - et dont la conductivité électrique, mesurée selon la norme ASTM D 4496, est supérieure à 10~3 S. Ces particules sont présentes dans des proportions allant de 5 à 80% en poids de la composition.
En outre, les compositions de l'invention peuvent contenir des additifs classiques tels que anti-UV, antioxydant, lubrifiants...
Les compositions de l'invention peuvent être obtenues par mélange du polymère à l'état fondu, de charges, et de particules ferromagnétiques ou ferrimagnétiques conductrices dans un outil de compoundage connu de l'homme de l'art tel qu'une extrudeuse, un malaxeur ou encore un mélangeur interne. Dans ce cas, les charges peuvent être introduites soit dans la même trémie que le polymère soit dans une autre trémie (c'est à dire dans le polymère fondu dans ce dernier cas).
Selon une autre forme, les compositions de l'invention peuvent être obtenues par mélange d'un pré-mélange de polymère et de charge, et des particules ferromagnétiques ou ferrimagnétiques conductrices, ces deux étapes
(réalisation du pré-mélange et obtention de la formulation finale) étant effectuées dans un outil de compoundage à l'état fondu du polymères connu de l'homme de l'art tel qu'une extrudeuse, un malaxeur ou encore un mélangeur interne.
Les objets de l'invention sont obtenus :
-Pour les compositions sans charge renforçantes ou pour les compositions contenant des charges renforçantes qui ne sont pas des fibres, par extrusion, injection, moulage par injection ...
-Pour les compositions chargées avec des fibres :
-Pour les fibres courtes par injection ou injection compression) de granulés fibres courtes, le granulé étant obtenu par mélange (compounding en terminologie anglo-saxonne) sur extrudeuse (bi-vis de préférence) des compositions de l'invention et découpe du jonc obtenu. Ces opérations sont effectuées au-dessus de la température de fusion du polyarylène-éther-cétone présentant le point de fusion le plus élevé.
-Pour les fibres longues par injection (ou injection compression) de granulés de fibres longues, le granulé étant obtenu par imprégnation de faisceaux de fibres continues dans le mélange polymère fondu - particules ferrimagnétiques ou ferromagnétiques au moyen d'une extrudeuse à tête d'équerre puis découpe du jonc obtenu. Les fibres longues sous forme de mèche (roving en terminologie anglo-saxonne) peuvent être aussi incorporées directement lors de l'injection.
-Pour les mat tissés ou non tissés, obtention de plaques stratifiées par pressage à chaud à des températures supérieures à la température de fusion du polyarylène-éther-cétone présentant le point de fusion le plus élevé d'un empilement, en alternance, de mat de fibres tissées ou non tissées et de films du mélange polymère - particules ferrimagnétiques ou ferromagnétiques ou laminage de mat de fibres tissées ou non tissées sur un film de mélange polymère- particules ferrimagnétiques ou ferromagnétiques. -Pour les faisceaux de fibres, ou un mat de fibres (tissées ou non tissées), réalisation de pré-imprégnés obtenus soit par imprégnation (gainage) des fibres dans un bain du mélange polymère fondu- particules ferrimagnétiques ou ferromagnétiques (dans le cas des faisceaux de fibres, avec une extrudeuse tête d'équerre), soit par imprégnation dans un lit fluidisé (c'est-à-dire poudrage par voie électrostatique puis fusion de la poudre du mélange polymère- particules ferrimagnétiques ou ferromagnétiques dans une étuve portée à une température supérieure à la température de fusion du polymère), soit par poudrage puis gainage en voie fondue, puis réalisation du composite à partir des pré-imprégnés, soit par enroulement filamentaire (enroulement sur un mandrin des faisceaux de fibres), pour la réalisation des corps creux par exemple, ou encore par pressage et thermoformage de plaques élaborées à partir des mat de fibres pré-imprégnées, pour la fabrication de coques.
-Enfin pour les faisceaux de fibres, réalisation du composite par pultrusion pour réaliser des profilés (tirage de faisceaux de fibres et imprégnation en continu du mélange polymère fondu - particules ferrimagnétiques ou ferromagnétiques ou dans un lit fluidisé et passage au travers d'un conformateur chauffant donnant la forme de la section du profilé). Le dispositif permettant d'effectuer la soudure par induction électromagnétique est un générateur de champs électromagnétiques alternatifs procurant une fréquence comprise entre 50 kHz et 100 MHz, et de préférence entre 100Khz et 10 MHz. Exemples
Exemple 1
Dans une extrudeuse double vis corotative de laboratoire de marque THERMO RHEO de diamètre de vis 16 mm et de longueur 25*D fonctionnant avec un profil de température plat à 3800C avec un débit de 0.5 kg/h et une vitesse de rotation de 200 rpm, on introduit 60% en poids de PEKK et de 40% en poids de poudre de fer ASC 200 fournie par la société Hόganas. Le jonc ainsi obtenu par extrusion est refroidit et granulé. Les granulés sont moulés à 3700C puis les plaques sont découpées de manière à obtenir des bandes de 10x5x1 mm3. Des échantillons en PEKK pur de même dimension sont également préparés.
En parallèle, des granulés de PEKK seul sont injectés sous forme d'haltères ISO 527 1 BA. Les principales conditions d'injection sont les suivantes : Température d'injection : 370°C
Température de moule : 2000C Ces éprouvettes de traction ISO 527 1 BA sont coupées en deux au niveau de la partie centrale. Les bandes 10x5x1 mm3 sont introduites entre les deux parties d'éprouvette coupée, une pression est appliquée dessus en comprimant les deux parties d'haltères. Un champ électromagnétique de 1 ,5 MHz est appliqué à l'aide d'un générateur Sinus 102-2 10 kW de la société Himmelwerk. La puissance est fixée à 100% de la puissance maximale. Le champ est appliqué pour une durée variant entre 15 secondes et 5 minutes.
Après le test, les deux demi-éprouvettes de part et d'autre de la bande en PEKK seul sont toujours séparées. Les deux demi-éprouvettes de part et d'autre de la bande composée de PEKK et particules ferrimagnétiques sont liées entre elles. Une extrémité est suspendue à un mors d'une machine de traction, un mors libre est accroché à l'autre extrémité, les deux parties de l'éprouvette restent liées et ne se désolidarisent pas, preuve que la soudure a bien eu lieu.
Exemple 2
Un essai similaire est réalisé en remplaçant la poudre ASC 200 par une poudre Electronic Oxide 40 fournie par la société Hόganas.
Les mêmes caractérisations sont réalisées et on obtient une aussi bonne adhésion des deux extrémités de l'éprouvette, mais avec un temps d'application du champ électromagnétique beaucoup plus court.

Claims

Revendications
1 Composition associant :
-au moins un polymère contenant au moins un polyarylène-éther-cétone pouvant contenir au moins une charge renforçante, et,
-au moins une particule conductrice ferromagnétique ou ferrimagnétique .
2 Composition selon la revendication 1 dans laquelle la particule ferromagnétique ou ferrimagnétique conductrice est choisie parmi les composés de fer, ou d'alliages à base de fer et d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le manganèse, cobalt, magnésium, cuivre, nickel, oxygène.
3 Composition selon l'une des revendications précédentes
dans laquelle la particule ferromagnétique ou ferrimagnétique conductrice a un diamètre moyen compris entre 1 μm et 1 mm mesuré à l'aide de techniques telles que la diffraction laser, le tamisage, l'analyse d'images obtenues par microscopie. 4 Composition selon l'une des revendications précédentes
dans laquelle la particule ferromagnétique ou ferrimagnétique conductrice possède une conductivité électrique supérieure à 10"3 S mesurée selon la norme ASTM D 4496. 5 Composition selon l'une des revendications précédentes
dans laquelle la particule ferromagnétique ou ferrimagnétique conductrice représentent 5 à 80 % en poids en poids de la composition.
6 Composition selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la charge renforçante est choisie parmi le talc, la montmorillonite, la craie, le mica, le kaolin. 7 Composition selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la charge renforçante est présente dans des proportions allant de 5 à 30 % en poids de la composition 8 Composition selon l'une des revendications 1 à 5 dans laquelle la charge renforçante est choisie parmi la fibre de verre ou de carbone.
9 Composition selon la revendication 8 dans laquelle les fibres peuvent se présenter sous forme de mat tissés ou non tissé.
10 Composition selon les revendications 1 à 5 dans laquelle la charge renforçante est choisie parmi le graphite expansé ou non, le noir de carbone, les nanotubes de carbone. 11 Composition selon l'une des revendications 8 à 10 dans laquelle la charge renforçante est présente dans des proportions de 5 à 60 % en poids de la composition.
12 Composition selon la revendication 1 caractérisée en ce que le poly- arylène-éther-cétone est choisi parmi les PEKK, PEEK, PEK, PEEKK, PEKEKK , et leur mélange.
13 Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le poly-arylène-éther-cétone est le PEKK. 14 Composition selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le polymère est présent dans des proportions allant de 1 à 99 % en poids en poids de la composition.
15 Utilisation en poids de la composition selon l'une des revendications précédentes pour la réalisation d'objets pouvant être soudés par induction électromagnétique. 16 Objets réalisés à partir d'une composition selon l'une des revendications précédentes .
17 Procédé de soudure par induction mettant en œuvre au moins deux objets selon la revendication 16 et utilisant un champ électromagnétique alternatif de fréquence comprise entre 50KHz et 100MHz.
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