FR2648142A1 - Composite material based on synthetic resin and inorganic aggregates and process for manufacturing it - Google Patents
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Abstract
Description
MATERIAU COMPOSITE A BASE DE RESINE SYNTHETIQUE ET
D'AGREGATS MINERAUX ET PROCEDE POUR LE FABRIQUER.COMPOSITE MATERIAL BASED ON SYNTHETIC RESIN AND
OF MINERAL AGGREGATES AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME.
L'invention concerne un nouveau type de matériau composite à base de résine synthétique et d'agrégats minéraux ; elle concerne également un procédé pour le fabriquer. The invention relates to a new type of composite material based on synthetic resin and mineral aggregates; it also relates to a process for manufacturing it.
Il est bien connu de fabriquer des plaques, des revêtements, de sol notamment, ou des objets de formes diverses, constitués par des mélanges de résine synthétique réticulée et d'agrégats minéraux. On obtient de la sorte des produits très variés rappelant la pierre, sans en avoir toutefois les inconvénients. It is well known to manufacture plates, coverings, in particular for floors, or objects of various shapes, consisting of mixtures of crosslinked synthetic resin and mineral aggregates. We thus obtain very varied products reminiscent of stone, without however having the disadvantages.
Pour l'essentiel, cette technique consiste à mélan- ger une résine synthétique réticulable avec des agrégats minéraux ou des mélanges d'agrégats, puis à conformer ce mélange pateux en plaques, revetements ou analogues, puis à laisser le mélange se réticuler notamment à température ambiante, et enfin si nécessaire à poncer la surface obtenue. Le plus généralement, on fait appel à des rési- nes de polyester. Toutefois, par suite du retrait dlmen- sionnel appréciable de cette résine lors de la réticulation, on ne peut pas réaliser de la sorte des surfaces appréciables (un mètre carré et plus). Essentially, this technique consists of mixing a crosslinkable synthetic resin with mineral aggregates or mixtures of aggregates, then conforming this pasty mixture into plates, coatings or the like, then allowing the mixture to crosslink in particular at temperature. ambient, and finally if necessary to sand the surface obtained. Most generally, polyester resins are used. However, as a result of the appreciable dimensional shrinkage of this resin during crosslinking, appreciable surfaces cannot be produced in this way (one square meter and more).
On a alors suggéré de remplacer le polyes r par une résine epoxyde, acrylique ou polyuréthane. On obtient ainsi des produits ayant un aspect et un toucher jugé encore trop parafineux", difficile à poncer, facilement mouillable et tachable, difficile à entretenir et présentant une sensibilité aux chocs thermiques, ce qui en limite considérablement les applications. It was then suggested to replace the polyes r with an epoxy, acrylic or polyurethane resin. This produces products with an appearance and feel deemed still too parafinite ", difficult to sand, easily wettable and stainable, difficult to maintain and having a sensitivity to thermal shock, which considerably limits its applications.
Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un matériau du type en question qui soit facile à réaliser, puisse être commodément travaillé, présente une bonne résistance mécanique et thermique, et surtout soit d'un entretien facile. Now we have found, and this is what is the subject of the present invention, a material of the type in question which is easy to produce, can be conveniently worked, has good mechanical and thermal resistance, and above all either easy maintenance.
Ce matériau composite pour la fabrication de plaques de revêtements ou d'objets en forme, constitué par un mélange de résine synthétique réticulée et d'agrégats minéraux, se caractérise en ce que le mélange comprend également du polytétrafluoroethylène. This composite material for the manufacture of covering plates or shaped objects, consisting of a mixture of crosslinked synthetic resin and mineral aggregates, is characterized in that the mixture also comprises polytetrafluoroethylene.
En d'autres termes, l'invention consiste à introduire dans le mélange du polytétrafluorcethylène (PTFE). In other words, the invention consists in introducing into the mixture polytetrafluorcethylene (PTFE).
De manière tout à fait inattendue, les matériaux réalisés de la sorte sont faciles à conformer et ne présentent pas les inconvénients de l'état antérieur de la technique.Quite unexpectedly, the materials produced in this way are easy to conform and do not have the drawbacks of the prior art.
Avantageusement en pratique, le polytétrafluoroethylène (PTFE) est introduit à raison de 2 à 20 % en poids, de préférence 10 à 15 %, du poids de la résine. Advantageously in practice, polytetrafluoroethylene (PTFE) is introduced in an amount of 2 to 20% by weight, preferably 10 to 15%, by weight of the resin.
En effet, on a observé qu'en deçà de 2 i, on n obtenait aucun effet et qu'en revanche, au delà de 20 %, d'une part on augmentait inutilement le coût sans amélioration proportionnelle, et d'autre part le matériau devenait trop glissant du fait des propriétés intrinsèques du polytétrafluoroethylène (PTFE)
On a observé que comme résine réticulée, on obtenait les meilleurs résultats avec les résines choisies dans le groupe comprenant les résines epoxydes, acryliques, notamment polymétacrylates, les polyuréthanes (polyether ou polyester réticulé aux isocyanates). Le choix de la résine est essentiellement dicté par les conditions d'usage, par la résistance à l'abrasion et la résistance thermique que l'on désire obtenir. Aussi le plus généralement, du moins dans l'application aux revêtements de sol, on fait appel à des résines epoxydes. Les résines sont bien évidemment additionnées de leur agent durcisseur habituel. Ces agents sont introduits en proportion appropriée suivant leur résultat recherché. Avec les résines epoxydes, on a observé que l'on obtenait de bons résultats en utilisant comme durcisseur une polyamine cycloaliphatique modifiée.In fact, it has been observed that below 2 i, there is no effect and that, on the other hand, beyond 20%, on the one hand the cost is unnecessarily increased without proportional improvement, and on the other hand the material became too slippery due to the intrinsic properties of polytetrafluoroethylene (PTFE)
It has been observed that, as crosslinked resin, the best results are obtained with the resins chosen from the group comprising epoxy, acrylic resins, in particular polymetacrylates, polyurethanes (polyether or polyester crosslinked with isocyanates). The choice of resin is essentially dictated by the conditions of use, by the abrasion resistance and the thermal resistance which it is desired to obtain. Also more generally, at least in the application to floor coverings, epoxy resins are used. The resins are obviously added to their usual hardening agent. These agents are introduced in an appropriate proportion according to their desired result. With epoxy resins, it has been observed that good results are obtained by using a modified cycloaliphatic polyamine as hardener.
Le plus généralement, on utilise du PTFE sous forme de poudre, notamment de poudre de 10 à 30 microns que l'on peut préalablement broyer pour l'amener à des dimensions de 1 à 3 microns. Most generally, PTFE is used in powder form, in particular a powder of 10 to 30 microns which can be ground beforehand to bring it to dimensions of 1 to 3 microns.
Comme agrégats m.nér2ux, cn fait appel à tous les composés connus pour cet te açplication, tels que marbre, quartz, corrindon, onyx, verre, gravier coloré.. et ce, en fonction des résultats et des effets recherchés. La granulomêtrie de ces agrégats est choisie en fonction des usages et des aplications. Cn a observé par exemple qu'au plus, la dimension de ces agrégats devait être égale à la moitié de l'épaisseur de la couche finale désirée. As aggregates m.nér2ux, cn uses all the compounds known for this aplication, such as marble, quartz, corrindon, onyx, glass, colored gravel ... and this, depending on the results and desired effects. The granulometry of these aggregates is chosen according to the uses and the applications. It has been observed, for example, that at most, the size of these aggregates should be equal to half the thickness of the desired final layer.
Dans une forme d'exécution avantageuse, le mélange comprend également une polyamide introduite à raison de 2 à 7 %, de préférence 5 % en poids du poids de la résine. Comme polyamide, on utilise soit une polyamide 6, soit une polyamide 12 ou des copolymères 6/12. In an advantageous embodiment, the mixture also comprises a polyamide introduced in an amount of 2 to 7%, preferably 5% by weight of the weight of the resin. As polyamide, either a polyamide 6 or a polyamide 12 or copolymers 6/12 are used.
Dans une forme de réalisation préférée, le matériau composite conforme à l'invention se caractérise en ce qu'il comprend en poids
- de 5 à 30 % d'une résine epoxyde avec comme durcisseur une polyamine modifiée cycloaliphatique ;
- de 1 à 10 8 et au plus le tiers du poids de la résine, de PTFE
- le reste étant constitué par des agrégats minéraux.In a preferred embodiment, the composite material according to the invention is characterized in that it comprises by weight
- from 5 to 30% of an epoxy resin with a cycloaliphatic modified polyamine as hardener;
- from 1 to 10 8 and at most a third of the weight of the resin, of PTFE
- the rest being made up of mineral aggregates.
L'invention concerne également un procédé pour fabriquer ce matériau composite. Ce procédé se caractérise en ce qu'il consiste à froid
- à mélanger, notamment à la turbine, une résine
epoxyde avec un agent antimousse et une poudre de polytétrafluoroéthylène
- à broyer ce mélange ;
- à ajouter l'agent durcisseur de la résine
epoxyde et un agent anti-UV
- à incorporer des agrégats minéraux
- à couler, puis à étendre le mélange obtenu sur un
support préalablement préparé
- puis, à laisser le mélange se polymériser
- et enfin, à meuler et à poncer la surface
obtenue.The invention also relates to a method for manufacturing this composite material. This process is characterized in that it consists of cold
- to mix, in particular with the turbine, a resin
epoxide with anti-foaming agent and polytetrafluoroethylene powder
- to grind this mixture;
- to add the hardening agent of the resin
epoxide and anti-UV agent
- to incorporate mineral aggregates
- to pour, then to spread the mixture obtained on a
previously prepared support
- then, to let the mixture polymerize
- and finally, to grind and sand the surface
obtained.
L'agent antimousse incorporé dans la résine epoxyde l'est à raison de 0,1 à 1 % en poids. The defoaming agent incorporated into the epoxy resin is 0.1 to 1% by weight.
Le mélange s'effectue de préférence à température amciante et à la turbine. The mixing is preferably carried out at room temperature and with a turbine.
Le broyage s'effectue notamment par des microbilles ; au cours de cette phase, on laisse monter la température, afin d'abaisser la viscosité du mélange, ce qui facilite le débullage. Eventuellement, en fin d'opération, on travaille sous vide, puis on filtre. The grinding is carried out in particular by microbeads; during this phase, the temperature is allowed to rise, in order to lower the viscosity of the mixture, which facilitates boiling. Optionally, at the end of the operation, we work under vacuum, then we filter.
L'addition d'agents anti-UV s'effectue à raison de
C,5 à 3 % en poids. The addition of anti-UV agents is carried out at the rate of
C, 5 to 3% by weight.
Après ponçage, si l'on désire obtenir une surface brillante, on peut effectuer de manière connue un polissage. After sanding, if one wishes to obtain a shiny surface, polishing can be carried out in known manner.
Si l'on désire réaliser des pièces de grandes dimensions, dans un souci d'allègement, on coule le mélange sur une plaque ou une forme d'une matière expansée. On peut également lors du coulage du mélange introduire un insert métallique. Enfin, si on le désire, pour améliorer la compacité, on tasse l'ensemble sur une table vibrante. If it is desired to produce large pieces, for the sake of lightening, the mixture is poured onto a plate or a form of expanded material. It is also possible during the pouring of the mixture to introduce a metal insert. Finally, if desired, to improve the compactness, the whole is packed on a vibrating table.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the embodiments which follow.
Exemple 1
On met quinze parties d'une résine epoxyde type F, que l'on additionne de 0,2 % d'un agent antimousse, BYK 510 (marque déposée de BYK). Toujours à température ambiante, on ajoute 2,5 parties de poudre de PTFE de marque déposée FLUON L 171 de Imperial Chemical Industry. On broie ce mélange auquel on ajoute l'agent durcisseur de la résine epoxyde, à savoir une polyamine modifiée cylcloaliphatique, puis un agent anti-UV (TINUVINE - marque déposée de CIBA-GEIGY) etJn agent d'étalement (BYK 504 S marque déposée de BYK).Example 1
Fifteen parts of an epoxy resin type F are added, which is added with 0.2% of an anti-foaming agent, BYK 510 (registered trademark of BYK). Still at room temperature, 2.5 parts of PTU powder of the trademark FLUON L 171 from Imperial Chemical Industry are added. This mixture is ground to which the hardening agent of the epoxy resin is added, namely a modified cycloaliphatic polyamine, then an anti-UV agent (TINUVINE - registered trademark of CIBA-GEIGY) and a spreading agent (BYK 504 S registered trademark BYK).
On ajoute ensuite des granulats minéraux respectivement à raison de
- trente parties de quartz de granulométrie moyen
ne : 1,5 mm
- trente parties de marbre de granulométrie com
prise entre 1 et 10 mm
- cinq parties de corrindon de granulométrie
2,5 mm. Then mineral aggregates are added respectively at a rate of
- thirty parts of quartz of average grain size
ne: 1.5 mm
- thirty parts of marble of grain size com
taken between 1 and 10 mm
- five parts of grain size corrindon
2.5 mm.
On coule ensuite le mélange sur un support pra- labiement préparé, on létale et on le lisse à la truelle. On laisse durcir à tempGrature ambiante pendant quarante huit heures. De manière connue, on meule et on ponce la surface obtenue pour lui donner de la planéité et de la brillance. The mixture is then poured onto a previously prepared support, lethal and smoothed with a trowel. It is left to harden at room temperature for forty-eight hours. In a known manner, the surface obtained is ground and sanded to give it flatness and shine.
Ce revêtement de sol présente une excellente résistance mécanique, une haute résistance aux éraflures, un faible coefficient de frottement, ce qui facilite le déplacement des meubles, un bon pouvoir hydrophobe et une excellente résistance aux taches, du moins par les produits courants (café, thé, jus de fruit, boissson, etc..), une bonne ininflammabilité puisqu'il est prati quement autoextinctible. Ce revêtement est facile à entretenir, amortit bien les bruits, et présente un excellent pouvoir de brillance. De la sorte, il convient parfaitement pour la confection de revêtements de sol. This floor covering has excellent mechanical resistance, high resistance to scratches, a low coefficient of friction, which facilitates the movement of furniture, good hydrophobic power and excellent resistance to stains, at least by common products (coffee, tea, fruit juice, drink, etc.), good non-flammability since it is practically self-extinguishing. This coating is easy to maintain, absorbs noise well, and has excellent shine. In this way, it is ideal for making floor coverings.
Exemple 2
On répète l'exemple 1 en remplaçant les quinze parties de résine epoxyde type A par un mélange à raison de moitié de deux résines epoxydes respectivement type A et
F.Example 2
Example 1 is repeated, replacing the fifteen parts of epoxy resin type A with a mixture of half of two epoxy resins, type A and
F.
On obtient les mêmes résultats que précédemment, mais à des niveaux légèrement améliorés. En outre, ce mélange est plus facile à mettre en oeuvre, notamment à la truelle, me me sur des surfaces imparfaitement préparées. En outre, ii présente une excellente résistance aux chocs thermiques. The same results are obtained as above, but at slightly improved levels. In addition, this mixture is easier to implement, in particular with a trowel, even on imperfectly prepared surfaces. In addition, it has excellent resistance to thermal shock.
Exemple 3
On répète l'exemple 2 en ajoutant au mélange contenant déjà les agrégats 0,75 partie en poids d'un polyamide 6 en poudre in'prieure à 20 microns.Example 3
Example 2 is repeated by adding to the mixture already containing the aggregates 0.75 part by weight of a polyamide 6 powder in'prieure 20 microns.
Cn améliore de la sorte les propriétés tribiologiques du matériau composite. In this way, the tribiological properties of the composite material are improved.
Le matériau composite selon l'invention c- -vient parfaitement pour la fabrication de revêtements ~- sol, de surfaces de meubles, tels que tables, banquettes, tablettes de sanitaires, encastrements de baignoires, etc. The composite material according to the invention is perfectly suitable for the manufacture of floor coverings, furniture surfaces, such as tables, benches, sanitary shelves, bathtub fittings, etc.
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| FR8907919A FR2648142B1 (en) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | COMPOSITE MATERIAL BASED ON SYNTHETIC RESIN AND MINERAL AGGREGATES AND PROCESS FOR MAKING SAME |
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