FR2753126A1 - Procede de soudage par fusion d'articles en resines difficiles a fondre - Google Patents

Abstract

Procédé de soudage par fusion d'articles en résine difficiles à faire fondre en raison d'un retardateur de fusion présent dans les articles. Les articles ont des portions de surface en contact les unes avec les autres, de façon à être reliées l'une à l'autre. Un accélérateur de fusion est appliqué sur les portions de surface, l'accélérateur de fusion étant capable de détruire le retardateur de fusion quand il est chauffé. Après ou en même temps, les articles de résine sont chauffés de façon que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion, de façon à amener les portions de surface à fondre avant finalement de permettre aux articles de résine de refroidir.

Description

La présente invention se rapporte à une méthode de soudage par fusion

d'articles en résine qui sont difficiles à fondre et à liaisonner l'un à l'autre, en raison de la présence d'un retardateur de fusion dans les articles, sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les arti- cles ayant des portions de surface en contact les unes avec les

autres de façon à être liaisonnées l'une à l'autre.

Selon l'un des procédés de soudage par fusion ou de liaisonnage, de l'art antérieur, une longueur de fil électrique est interposée entre des portions de surface des articles en résine. Un courant électrique est alors fourni à travers le fil de façon à faire fondre et à souder les portions l'une à

l'autre. On a noté cependant que le poids moléculaire des molé-

cules de résine ramifié est considérablement élevé en raison de leurs réseaux à trois dimensions; on connaît aussi un certain type de résines dont le poids moléculaire est extrêmement élevé

de sorte qu'il a été difficile de les souder par fusion rapide-

ment et solidement. Une amélioration proposée pour surmonter ce problème, emploie une structure " en double couche " pour

les articles de résine dans laquelle un noyau difficilement fu-

sible, est recouvert par une couche de surface facilement fusi-

ble.

Les articles à double couche doivent néanmoins être produits en utilisant un moule sophistiqué et spécialement con-

çu, qui est extrêmement coûteux. En outre, la vitesse de mou-

lage et la température doivent être contrôlées sérieusement par

là, abaissant l'efficacité et augmentant le coût de production.

La résistance mécanique, la résistance chimique, la résistance thermique et la résistance aux intempéries de ces articles de

résine à double couche ne sont pas nécessairement satisfaisan-

tes.

Résumé de l'invention.

Un objet de la présente invention est par consé-

quent de fournir un procédé de soudage par fusion d'articles de résine difficiles à faire fondre, le procédé étant conçu de telle sorte que les articles peuvent être liaisonnés l'un à l'autre à une force de fusion désirée en l'espace d'une période de temps limitée, d'une telle manière que des produits finaux de résine d'une qualité améliorée puissent être fabriqués d'une

manière peu coûteuse.

Les résines qui sont difficiles à faire fondre et à souder sont: un polyéthylène ramifié ou semblable, un éthylène polychloré ou polyfluoré ramifié, des fluoroplastiques, des po-

lyphtalates de diallyle, des résines de polyamides, de la Baké-

lite (marque déposée), des résines epoxyde, des résines phénoliques, des résines de guananine, des résines de xylème,

des résines de furanne, des résines alkydes, des résines de po-

lo lyuréthannes, des résines de polymaléates, des résines de méla-

mine, des résines d'urée, des résines cristallines liquides, et

des résines polymères ultra élevées.

Conformément à la présente invention, le procédé proposé ici doit employer un accélérateur de fusion tel qu'il va détruire ou diminuer un retardateur de fusion, de manière à rendre possible le soudage par fusion des articles de résine difficiles à faire fondre. Le retardateur de fusion peut être

une structure moléculaire elle-même ou son composant. Par exem-

ple un noyau aromatique ou un groupe circulaire contenu dans chaque molécule de résine va rendre la molécule, rigide, ainsi étant appelé " retardateur de fusion ". Un poids moléculaire extrêmement élevé qui va empêcher le soudage par fusion est

également désigné ici comme retardateur de fusion. La réticula-

tion intermoléculaire ainsi que les liaisons de Van der Waals telles que les liaisons hydrogène intermoléculaires vont d'une manière similaire avoir l'effet de retarder ou d'empêcher la

fusion. L'accélérateur de fusion rend ces retardateurs de fu-

sion incapables à température élevée par hydrolyse, alcoolyse,

ammonolyse, transestérification, oxydation, réaction de radi-

cal, ou réaction chimique similaire. La taille effective des molécules de résine, va ainsi être diminuée, étant donné que de telles réactions chimiques ayant lieu entre le retardateur et

l'accélérateur, par là facilitant le soudage par fusion et réa-

lisent une force de liaison désirée.

En détail, la réticulation ou des liaisons intermo-

léculaires vont être éclipsées ou inversement les molécules de résine elles-mêmes sont déchirées en molécules plus petites par

le procédé de la présente invention.

Les accélérateurs de fusion préférés sont:

- des hydroxydes minéraux comme l'hydroxyde de so-

dium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde d'aluminium et l'hydroxyde de baryum, - l'acide sulfurique et des sulfates comme le sul- fate de zinc, le sulfate d'aluminium, le sulfate de sodium et le sulfate d'hydroxylamine, - l'acide chlorhydrique et des chlorures comme le chlorure d'ammonium et le chlorure de guanidine, - l'acide acétique et des acétates comme l'acétate de manganèse, l'acétate de plomb et l'acétate de cobalt,

- les acides carboxyliques dont la formule molécu-

laire est: R-(COOH)n, dans laquelle R = H, ou C1 à C18, n = 1 à 4 ainsi que les sels de ces acides,

- les acides sulfoniques dont la formule molécu-

laire est: R(SO3H)n, dans laquelle R = H ou C1 à C18, n = 1 à 4, ainsi que les sels de ces acides sulfoniques, - l'acide phosphorique et ses sels, les esters acides d'acide phosphorique et les sels de ceux-ci, - l'acide borique et les sels de celui-ci, - la pyridine et ses sels, - le dichromate de pyridinium,

- les dérivés de la pyridine, y compris la 4-

diméthylaminopyridine et la 4-pyrolidino pyridine, une solution aqueuse, une émulsion ou une suspension micro-encapsulée de ces dérivés ou leurs sels, - des amines dont la formule moléculaire est R-(NH2)n, dans laquelle R = H ou C1 à C18, n = 1-4, - l'urée et la guanidine, - des amino-alcools dont la formule moléculaire est: (HO)m- R- (NH2)n, dans laquelle R = H ou C1 à C18, m = 1-4, n = 1-4, et les sels de ces amino-alcools, - des alcools dont la formule moléculaire est: R-(OH)n, dans laquelle R = H, C1 à C18, n = 1-6 et les dérivés de ces alcools, - des perchlorates comme le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium et le perchlorate de lithium, - l'acide nitrique et les nitrates comme le nitrate de bismuth, le nitrate de baryum, le nitrate de potassium, le nitrate de calcium, le nitrate d'aluminium, le nitrate

d'ammonium, le nitrate de cobalt, le nitrate de sodium, le ni-

trate de fer, le nitrate de plomb, le nitrate de nickel, et le nitrate de guanidine,

- des composés nitrés comprenant des nitroparaffi-

nes ayant une formule moléculaire R-(NO2)n, dans laquelle

R = H, C1-C18, n = 1-4; la nitroglycérine; et l'acide picri-

que, - des quinones comprenant: la p-quinonedioxime; et la p,p'dibenzoylquinone dioxime, - des acides alcoylperacétiques ayant la formule moléculaire R-(COOOH)n, dans laquelle R = H, C1-C18, n = 1-4 et les sels de ces acides, - l'acide peracétique et ses sels,

- le peroxyde d'hydrogène (sous la forme d'une so-

lution aqueuse), et - une variété de peroxydes organiques, comme les peroxydes de cétone, les hydroperoxydes, les dialcoylperoxydes,

les diacylperoxydes, les peroxy-esters, les peroxy-

dicarbonates, les peroxy-monocarbonates, les alcoylperoxydes et les peroxy-cetals pour lesquels des exemples typiques sont: - le 2,5-diméthyl-2,5-bis(terbutylperoxy)hexane, - le 2,5-diméthyl-2,5bis(terbutylperoxy)hexyne-3, - le peroxyde de dicumyle, - le peroxyde de diterbutyle, - l'hydroperoxyde de terbutyle et

- le peroxyde de terbutyl triméthyl silyle.

Chaque molécule des peroxydes énumérés ci-dessus

peut contenir un ou deux groupes -0-0-. Tout mélange de ces pe-

roxydes peut être employé dans le procédé proposé ici.

Le groupe alcoyle constituant les peroxydes organi-

ques peut contenir: tout groupe secondaire circulaire, toutes les fractions ramifiées, des double ou triple liaisons, des

groupes secondaires aromatiques, tout halogène, des groupes se-

condaires esters, des groupes phosphates ou phosphites, des

liaisons éther ou thioéther, des groupes amino, des groupes ni-

tro ou nitroso, des groupes hydroxyle, des groupes thiol, des groupes sulfonyle ou sulfinyle, des groupes carboxyle ou acyle,

des groupes oxime, des groupes amide ou imide, des groupes cya-

no ou isocyano, des groupes guanidyle, des groupes époxy ou

tout autre élément hétérologue.

I1 est désirable que les peroxydes ne sentent pas

mauvais quand ils se décomposent pendant le soudage par fusion.

Pour ce but tout produit décomposé des peroxydes doit être ino-

dore ou doit avoir une pression de vapeur si basse que toute

quantité sensible de vapeur ne sera pas émise pendant le pro-

cessus de soudage par fusion ou bien les produits de décomposi-

tion vont former un complexe inodore et non volatil ou similaire. Ainsi, les groupes alcoyle constituant les peroxydes

organiques peuvent être de préférence: méthyle, éthyle, pro-

pyle et son isomère, butyle et ses isomères, pentyle et ses

isomères, hexyle et ses isomères, cyclohexyle, hexenyle, trimé-

thylcyclohexyle et ses isomères, cyclododécyle et les groupes aliphatiques similaires: phényle, cumyle, naphtyle, et les groupes aromatiques similaires, les polyalcoylperoxydes, les polystyrène peroxydes, les polyacrylique ou polyméthacrylique

peroxydes, les polymères d'acylperoxydes ou les polymères simi-

laires contenant des groupes peroxyde, tous les copolymères de ces monomères et tout mélange de ceux-ci. Tous ces peroxydes ou tout mélange de ces peroxydes peuvent être utilisés avec ou

sans additif approprié comme: le diméthacrylate d'éthylène-

glycol, le triméthacrylate de triméthylolpropane, le cyanurate

de triallyle, l'isocyanurate de triallyle ou des cyanurates si-

milaires; le soufre, la quinone dioxime ou des dioximes sem-

blables; la guanidine, la N,N'-phénylène bismaleimide; le phosphore, les hydroquinones; les imidazoles; les benzothia- zoles; les thiurame sulfures; les amines; les thio-urées;5 l'oxyde de zinc; et les composés époxydiques.

D'autres additifs qui sont miscibles aux produits de décomposition des résidus difficiles à faire fondre et éga-

lement miscibles à un support pour les accélérateurs de fusion et pour leurs produits de décomposition comprennent:10 - le peroxyde de benzoyle, - le peroxyde de plomb, de calcium ou de baryum, - les periodates tels que le periodate de sodium,

- les permanganates tels que le permanganate de po-

tassium, - des perborates tels que le perborate de sodium,

- des persulfates tels que les persulfates de po-

tassium, d'ammonium ou de sodium,

- des oxydants hautement polymériques comme le di-

chromate de polypyridinium, - des dioxydes comme le dioxyde de manganèse ou de plomb,

- l'anhydride chromique, les chromates et les di-

chromates, - des tétraoxydes comme le tétraoxyde d'osmium ou de ruthénium et les sels de ceux-ci, - des pentoxydes comme le pentoxyde de vanadium, des esters d'acide phosphorique, des esters d'acide phosphoreux et des esters d'acide thiophosphorique tels qu'un dithiophosphate d'alcoyle, dans lequel les phosphates ont la formule: R1, R2, R3-PO4 dans laquelle chacun des R1, R2 et R3 est H ou C1-C18, - des esters d'acides carboxyliques exprimés par Rl(COOR2)n dans laquelle R1 et R2 sont des radicaux alcoyle chacun ayant 1 à 18 atomes de carbone, et n = 1-4, - d'autres esters d'acides carboxyliques exprimés par la formule: (RCOO)n-R2 dans laquelle R1 et R2 sont H ou des radicaux alcoyle chacun ayant de 1 à 18 atomes de carbone et n = 1-4, - des amides d'acides carboxylique exprimées par: R1-(CONH- R2)n, dans laquelle R1 et R2 sont H ou des radicaux alkyle, chacun ayant 1 à 18 atomes de carbone et n = 1-4, - d'autres amides d'acides carboxyliques exprimées par: (R1-CONH)n-R2, dans laquelle R1 et R2 sont H ou des radicaux alkyle, chacun ayant 1 à 18 atomes de carbone et n =1-4, - des imides exprimés par la formule: (R1-CO-N-(R3)-CO-R2, dans laquelle R1, R2 et R3 sont de l'hydrogène ou des radicaux alcoyle chacun ayant de 1 à 18 atomes de carbone, et n = 1-4, - d'autres composés dont la formule moléculaire est:

R1,R2-C(CN)-N=N-C(CN)-R3,R4

dans laquelle chaque R1, R2, R3 et R4 est H ou un alcoyle ayant de 1 à 18 atomes de carbone, - l'azo-bisisobutyronitrile et l'amide de l'acide azo-dicarbonique, - le carbonate d'éthylène, - des composés minéraux ou des éléments tels que l'alun d'ammonium, le borax, le phosphore rouge et le soufre, et

- des adhésifs et des agents tensioactifs.

Des cations formant les sels comme additifs supplé-

mentaires énumérés ci-dessus peuvent être choisis dans le

groupe consistant en baryum, lithium, ammonium, sodium, alumi-

nium, cobalt, manganèse, fer, nickel, guanidine, zinc, potas-

sium, calcium, chrome, cadmium, platine, hydrogène (c'est-à-

dire un proton), magnésium, titane, vanadium, cuivre, hydroxy-

lamines et similaires.

Le radical alcoyle " R a constituant les composés organiques en tant qu'additifs supplémentaires peut contenir: tout groupe secondaire circulaire, toute fraction ramifiée, des double ou triple liaisons, des groupes secondaires aromatiques, tous les halogènes, des groupes phosphate ou phosphite, des

liaisons éther ou thioéther, des groupes amino, des groupes ni-

tro ou nitroso, des groupes hydroxyde, des groupes thiol, des groupes sulfonyle ou sulfinyle, des groupes carboxyle ou acyle, des groupes oxime, des groupes amide ou imide, des groupe cyano ou isocyano, des groupes guanidyle, des groupes époxy ou tous autres éléments hétérologues. Les radicaux alcoyle R1 et R2 dans le composé ayant une liaison -N=N peuvent être les mêmes que les autres radicaux R3 et R4, de sorte que ce composé est

de structure circulaire.

L'accélérateur de fusion peut être appliqué aux ar-

ticles de matières plastiques de la manière suivante, de façon à faciliter le soudage par fusion de ceux-ci:

Dans un premier mode de mise en pratique, préféra-

ble, du procédé proposé ici, les surfaces des articles en plas-

tiques qui doivent être soudés par fusion, sont au préalable

enduits de l'accélérateur de fusion.

Dans un second mode, un ruban imprégné d'accéléra-

teur ou inversement un tube le portant à l'état encapsulé, va

8tre au préalable appliqué sur les surfaces de l'article.

Dans un troisième mode, un injecteur va faire en-

trer de force l'accélérateur entre les surfaces de l'article

préalablement ou en même temps que le soudage par fusion.

Dans un quatrième mode, l'accélérateur de fusion va être en continu enfermé ou inclus dans le revêtement isolant

d'un fil de chauffage.

Dans un cinquième mode, le revêtement isolant du fil de chauffage va être au préalable couvert par une couche de

surface de l'accélérateur. Avant l'application de l'accélé-

rateur de fusion, il peut être dilué avec ou mis en émulsion

dans une quantité d'eau, de tout solvant hydrocarboné appro-

prié, d'alcool, d'ester ou d'éther, de toute huile ou graisse

de silicone approprié, si c'est nécessaire ou désiré.

Dans un sixième mode du présent procédé un ruban imprégné de l'accélérateur ou inversement un tube le tenant à

l'état encapsulé, va être au préalable attaché à la surface ex-

térieure du fil de chauffage à employer pour faire fondre les

surfaces de l'article.

Le ruban ou le tube employé dans le second et dans le sixième mode peut être préparé par dispersion directe de l'accélérateur ou en étalant ses microcapsules dans le matériau du ruban ou tube lorsque celui-ci est moulé. Inversement, un certain nombre de fines cavités peut être formé dans le corps du ruban et du tube de façon à recevoir et tenir l'accélérateur. Au cours de l'opération, l'accélérateur de fusion

ajouté aux articles en plastique de la manière décrite, va dé-

truire l'élément retardant la fusion ou la structure de ces ar-

ticles à température élevée par suite d'hydrolyse, alcoolyse,

ammonolyse, transestérification, oxydation ou réaction de radi-

caux. Par voie de conséquence, le poids moléculaire effectif des molécules de résine est réduit pour faciliter le soudage

par fusion et pour améliorer d'une manière remarquable la ré-

sistance de la soudure.

Dans l'une des manières tout à fait préférables, le peroxyde énuméré ci-dessus est contenu dans l'un des articles en plastique qui doit être soudé par fusion de sorte que le pe-20 roxyde se décompose pour produire des radicaux. Ces radicaux vont arracher des atomes d'hydrogène d'un autre article en plastique, diminuant par là son poids moléculaire et rendant ainsi possible, le soudage par fusion. Une telle déshydrogéna- tion va amener de nouvelles liaisons chimiques entre les surfa-25 ces des articles en plastique, élevant ainsi la résistance de la soudure. Si la résine formant les articles en plastique est conçue pour contenir des liaisons chimiques non saturées, alors la réticulation va avoir lieu entre elles, améliorant encore la

résistance de la soudure.

Brève description des dessins.

- la figure 1 est une section transversale des élé- ments du joint EF, auquel le procédé est appliqué, - la figure 2 est aussi une section transversale des éléments du joint EF à souder, - la figure 3 illustre un tube capillaire fait

d'une résine et conçu de telle sorte qu'un accélérateur de fu-

sion est fourni aux éléments, - la figure 4 est une section transversale du tube capillaire illustré à la figure 3 et incorporé dans le joint EF, lorsque le courant électrique n'est pas encore appliqué au fil de chauffage, - la figure 5 est d'une manière similaire une sec- tion transversale du tube capillaire dans son alimentation en courant électrique, - la figure 6 est une vue en perspective d'un élé- ment de chauffage allongé, et - la figure 7 est une section transversale de

l'élément de chauffage allongé employé pour souder le joint EF.

Les réalisations préférées.

Première réalisation.

Les ingrédients suivants ont été malaxés pour don-

ner une composition de résine (parties = parties en poids).

Polyéthylène 100 parties Eau (en tant qu'accélérateur de fusion) 2 parties Butanol (id) 2 parties Butylamine (id) 2 parties 2,5-diméthyl-2,5bis(terbutylperoxy)hexane (ibid.) 0,5 partie 4-diméthylaminopyridine (ibid.) 0,5 partie Perborate de sodium (ibid.) 0,5 partie Cyanurate de triallyle (ibid.) 0,5 partie Une longueur de fil de chauffage (par exemple du fil de nickel) a été enduit avec la composition de résine, de

façon à avoir un manchon d'épaisseur prédéterminée. Le fil re-

vêtu a été fixé en place entre une paire d'articles en plasti-

que, qui ont été au préalable formés de résines telles un polyéthylène " réticulé ", difficile à faire fondre. Un courant électrique a été appliqué à ce fil pour produire un soudage par

fusion des articles les uns aux autres.

La figure 1 illustre un exemple de la première réa-

lisation. Le chiffre de référence 1 désigne l'une d'une paire de portions de douille qui possède un joint d'électro-fusion (c'est-à-dire le joint EF) désigné " A ". Ce joint EF " A " est fait de polyéthylène réticulé. Un élément de chauffage 2 est inclus dans la surface périphérique interne de la fraction de l

douille 1. Une longueur de fil électrique 3 tel un fil de nick-

el est revêtu d'un manchon isolant 4 formé d'une résine conte-

nant un accélérateur de fusion. La longueur de fil électrique 3

est repliée et enroulée pour présenter une forme du type man-

chon avant d'être incluse dans la surface interne de la portion de douille. Les deux extrémités 5 du fil 3 saillent vers

l'extérieur de la portion de douille du joint 1 de façon à ser-

vir comme paire d'épingles terminales.

Un tel joint EF " A " peut être préparé par moulage par injection. Une quantité de résine fondue (par exemple du polyéthylène) ayant un agent de réticulation dispersé dedans, a été injectée dans une cavité d'un moule dans lequel l'élément de chauffage 2 est fixé au préalable en place. D'autre part, un tuyau, par exemple un tuyau de gaz, qui doit être connecté à la portion de douille 6 du joint " A ", va être fait par extrusion

à travers un poinçon, d'une résine fondue qui contient égale-

ment un agent de réticulation.

Avec une extrémité du tube de gaz 6 étant insérée dans la portion de douille 1 du joint " A ", le fil électrique

3 qui s'étend à travers l'élément de chauffage 2 va être ali-

menté avec un courant d'une intensité appropriée pendant une durée donnée. En conséquence le manchon isolant 4 couvrant le

fil 3 et contenant l'accélérateur de fusion va fondre en pre-

mier et ensuite amener les portions de surface de tube de gaz 6 et le joint EF " A " à fondre. Ainsi, une région incluse avec une ligne en pointillé dans la figure 1, entre en fusion de sorte que les portions de contact des articles en résine 6 et

" A " sont soudées l'une à l'autre.

Il y a beaucoup de manières inverses en appliquant l'accélérateur de fusion au joint EF " A " et au tuyau de gaz 6. Par exemple une couche d'accélérateur peut être formée sur chacune des périphéries externes et internes de l'élément de chauffage taillé en manchon. Inversement, un ruban tel qu'un ruban adhésif formé de la même résine que la gaine isolante 4

peut être au préalable enroulé sur l'élément 2 ou sur la péri-

phérie externe de l'extrémité du tuyau de gaz 6. Le ruban adhé-

sif peut ne pas nécessairement être fait d'une telle résine accélérant la fusion mais être formé d'une résine ordinaire pour avoir un côté qui est dépourvu d'adhésif et enduit avec

une couche accélérant la fusion. En outre, la composition accé-

lérant la fusion peut être peinte ou autrement appliquée aux deux ou à chacune de la périphérie interne des joint EF " A " et de la périphérie externe du tuyau de gaz 6. Une seringue peut être employée pour injecter une quantité de composition accélérant la fusion dans la région de contact, pendant ou avant le soudage. Un trou d'épingle percé par une aiguille de

la seringue va être fermé par une résine fondue et ultérieure-

ment solidifiée. Des regards sont généralement formés au tra-

vers des parois des joints EF de sorte qu'une inspection visuelle du procédé de fusion et de soudage soit possible. Dans ce cas l'injection avec la seringue peut être faite commodément

à travers un tel regard.

Dans un autre exemple dans lequel un fil électrique en spirale dénudé 3 est inclus dans la périphérie interne du

joint EF " A ", comme montré à la figure 2, la composition ac-

célérant la fusion peut aussi être peinte ou autrement appli-

quée aux deux ou à chacune de la périphérie interne du joint EF

" A " et de la périphérie externe du tuyau de gaz 6. Inverse-

ment, le ruban contenant ou couvert par l'accélérateur de fu-

sion peut être enroulé sur les deux ou sur chacune de la périphérie interne du joint et de la périphérie externe du tuyau. Il est également possible dans cet exemple d'employer la

seringue de la manière décrite ci-dessus.

Seconde réalisation.

Les figures 3 à 5 illustrent schématiquement une seconde réalisation dans laquelle une chaîne de capsules comme

montré à la figure 3, est utilisée. Un tube capillaire en ré-

sine 10 tenant solidement les liquides, une quantité de 2,5-

diméthyl-2,5-bis(terbutylperoxy)hexane (c'est-à-dire un accélé-

rateur de fusion) 12 possède une série de portions de paroi 13 restreintes et fondues à des intervalles réguliers le long du

tube. Une chaîne de " capsules " est ainsi formée longitudina-

lement du tube 10 et celui-ci va être enroulé ensemble avec le fil de Nichrome (marque déposée) 14 revêtu, autour d'un tuyau 17. Ce tuyau fait d'une résine difficile à faire fondre, et

ayant ce tube 10 et ce fil 14 enroulé sur celui-ci, va être in-

séré dans une douille 15 d'un joint " C " d'une manière montrée

à la figure 4. Le joint " C " est aussi formé d'une résine dif-

ficile à fondre.

Dans le soudage par fusion des éléments, le fil de Nichrome va les chauffer à une température élevée telle que l'accélérateur 12 se décompose et bout. En conséquence le tube capillaire 10 va se dilater comme montré à la figure 5 et les espaces vacants ou les crevasses présentes entre le joint

" C ", le tuyau 17 et le fil 14 sont remplis avec le tuyau di-

laté. Ultérieurement, ces capsules du tube 10 vont être brisées en raison de la haute température, grâce à quoi une quantité de produits de décomposition et les gaz de l'accélérateur 12 vont s'étaler sur les surfaces de contact des éléments qui doivent être soudés par fusion. Les capsules formées par étranglement

du tube 10 à 13 sont avantageuses en ce que même si une ou cer-

taines des capsules seraient susceptibles d'être brisées pen-

dant le stockage ou l'emploi du joint " C ", la fuite et la

perte de cet accélérateur de fusion vont être diminuées, de fa-

çon à ne pas affecter d'une manière défavorable le processus de

soudage par fusion, améliorant ainsi la fiabilité du joint.

Troisième réalisation.

Les ingrédients suivants ont été malaxés pour four-

nir une composition de résine de revêtement (parties = parties

en poids).

2,5-diméthyl-2,5-bis(terbutylperoxy)hexane (Accélérateur de fusion) 100 parties Guanidine (ibid.) 5 parties Quinone-dioxyquinone (ibid.) 5 parties

Une quantité de zéolite (qui est une poudre miné-

rale poreuse) a été imprégnée avec la composition liquide et un bloc ainsi préparé a été inséré dans un joint pour être soudé

par fusion.

Quatrième réalisation.

Les ingrédients suivants ont été malaxés pour four-

nir une composition de résine de revêtement (parties = parties

en poids).

Mélange de graisse hydrocarbonée et de graisse de silicone 100 parties 2,5-diméthyl-2,5- bis(terbutylperoxy)hexane (Accélérateur de fusion) 20 parties Triméthylol propane (ibid.) 1 partie

Une longueur de fil de Nichrome a été revêtue de cette composition avant l'insertion dans un joint.

Cinquième réalisation.

Le 2,5-diméthyl-2,5-bis(terbutylperoxy)hexane (fourni comme une feuille diluée avec " EPT ") a été employé

pour revêtir une longueur de fil de nickel chauffant. La lon-

gueur de fil de nickel a été disposé entre une paire d'articles en résine réticulée difficile à faire fondre et un courant a

été alimenté à travers le fil, pour les souder par fusion les uns aux autres.

Sixième réalisation.

Une résine qui revêt un fil électrique pour être

interposée entre des articles de résine qui doivent être sou- dés, est imprégnée avec des peroxydes dans cette réalisation.

Le peroxyde va se décomposer et réagir chimiquement avec les

* articles en résine quand ceux-ci sont chauffés, par là facili-

tant le soudage par fusion de ceux-ci.

Le matériau d'une telle résine de couverture peut être préparé par chauffage et malaxage par fusion d'une résine ou d'un caoutchouc " approprié " dans une atmosphère de gaz oxygène, ou dans le gaz oxygène lui même, de façon à produire une quantité désirée de peroxydes et/ou d'hydroperoxydes. La

résine ou le caoutchouc approprié a dans sa molécule, une liai-

son non saturée telle qu'une double liaison, en particulier une double liaison conjuguée avec un groupe allyle, ou possède un groupe acrylique ou méthacrylique. Une telle résine ou un tel caoutchouc est habituellement choisi dans un groupe consistant en: une résine butadiène, un caoutchouc styrène-butadiène, un caoutchouc butadiène, un caoutchouc isoprène, EPM, EPDM, un caoutchouc nitrile-butadiène, un caoutchouc chloroprène, un

caoutchouc butyle, un caoutchouc polyéthylène, un polyisobuty-

lène, des résines coumarone, des résines de polyester non satu-

rées, des résines de furanne, des résines de pétrole, en parti-

culier celles basées sur le cyclopentadiène, des polyhydroxypolyoléfines, des résines maléiques, des résines fumariques, des méthacrylates de polyalcool et produits similaires. On compren-5 dra que si une quantité suffisante de tels peroxydes ou hydro- peroxydes est déjà contenue dans la résine ou dans le caoutchouc choisi, alors ils n'ont pas besoin d'être chauffés et malaxés dans l'atmosphère ou dans le gaz oxygène. Il est également possible d'irradier la résine ou le caoutchouc brut

avec des rayons ultraviolets, ou d'ajouter à celui-ci une quan-

tité nécessaire de composés qui contiennent de tels peroxydes

ou hydroperoxydes.

Le groupe ou les groupes non saturés peuvent être présents dans une chaîne principale ou dans une ramification de

la molécule de résine. La résine ou le caoutchouc désigné ci-

dessus peut être mélangé à une quantité appropriée de tous les

composés qui contiennent dans leur molécule un groupe non satu-

ré. Ces composés comprennent: des esters d'acide oléique, des

esters d'acide stéarique, des esters d'acide laurique, des dia-

crylates de polyéthylèneglycol; et similaires.

Les ions hydroperoxyde peuvent être stabilisés à un degré désiré, si nécessaire, en ajoutant au matériau de résine,

une quantité appropriée de: toute trialcoylamine, l'acide mé-

thacrylique ses sels métalliques; plus avantageusement son

complexe de nickel; le phosphate acide de 2-méthacrylyloxy-

éthyle, ses sels métalliques, plus avantageusement son complexe

de nickel; ou le phosphate acide de di-2-méthacrylyloxy-

éthyle, ses sels métalliques ou plus avantageusement son com-

plexe de nickel.

Comme décrit ci-dessus, la résine contenant les liaisons non saturées est chauffée dans l'air ou dans le gaz oxygène, pour fournir un matériau couvrant le fil, qui contient

les peroxydes.

Un extrudeur approprié peut être employé pour trai-

ter avec un élément de chauffage allongé 2, dont le fil de coeur 3 est pré-revêtu avec un manchon isolant 3b. L'extrudeur va être mis en fonctionnement pour revêtir le manchon 3b d'une composition de résine de revêtement 4 (préparée précédemment)

d'une manière montrée à la figure 6.

La figure 7 illustre une manière de liaisonner les extrémités des tuyaux 6 à un joint " D ". Un contrôleur (non figuré) va fonctionner pour chauffer le fil 3 d'un élément de

chauffage 2 à environ 200-300 C à un stade initial. Ces élé-

ments sont maintenus à cette température pendant plusieurs di-

zaines de secondes pour faire fondre la résine couvrante 4

ainsi que les surfaces d'articles en résine 6 et " D " en con-

tact avec le revêtement. Pendant le stade initial les peroxydes et les liaisons non saturées dans la composition de résine 4

vont être disjoints chacun en radicaux, ce qui amène la déshy-

drogénation des surfaces d'article en résine, reliant à nou-

veau, chimiquement les molécules de ceux-ci. A une étape finale, le contrôleur chauffe le fil 3 du fil de chauffage 2 à 300-350 C et le maintient à cette température aussi pendant plusieurs dizaines de secondes. Comme conséquence de cette étape finale, les molécules de résine fondue vont subir une

certaine polymérisation à leurs extrémités non saturées, provo-

quant de nouvelles réticulations, apportant ainsi une améliora-

tion de la résistance par soudage.

Dans certains cas, la présence de seulement les pe-

roxydes dans le revêtement de résine, va suffir pour la liaison de fusion des articles de résines difficiles à fondre en raison de réactions chimiques avec ceux-là. Cependant, la coexistence de liaisons non saturées est plus avantageuse étant donné qu'elles produisent des peroxydes supplémentaires qui vont non seulement rendre la réaction chimique plus fiable entre les

éléments adjacents, mais aussi donner naissance à des réticula-

tions favorables entre les molécules de résine adjacentes pour

accroître la résistance par soudage.

Une oxydation superficielle du revêtement de résine 4 pour le fil électrique n'est pas suffisante pour assurer l'effet chimique relevé cidessus (par exemple des réactions

radicalaires, la déshydrogénation, la polymérisation et la re-

liaison à nouveau chimique). Il va être difficile d'effectuer efficacement un tel traitement superficiel hypothétique à l'échelle commerciale. Pour ces raisons une masse de matériau

de revêtement en résine, est soumis à l'oxydation dans le pré-

sent procédé. Il y a des liaisons chimiques entre les peroxydes ou les hydroperoxydes et les molécules de résine, de sorte que toute quantité notable de sous-produits dangereux ayant une odeur ne va pas être libéré à l'extérieur. Seulement une faible quantité d'eau non toxique et/ou de sa vapeur va être émise vers l'extérieur dans un cas dans lequel les hydroperoxydes sont employés.10 En résumé, l'accélérateur de fusion ajouté à l'élément de résine interposé entre les articles en résine,

difficiles à faire fondre, va détruire le retardateur de fusion inclus à l'intérieur, rendant ainsi possible de les souder so- lidement en un temps plus court.15 Grâce à un tel soudage par fusion amélioré, les produits soudés finaux d'une qualité améliorée peuvent mainte-

nant être fabriqués d'une manière peu coûteuse et tout produit qu'il n'a pas été possible de réaliser par soudage peut mainte- nant être fabriqué très facilement.

R E V E N D I CATIONS

1 ) Procédé de soudage par fusion d'articles en résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles, sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être

liaisonnées l'une à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - appliquer un accélérateur de fusion sur les portions de sur-

face, l'accélérateur étant capable de détruire le retardateur de fusion lorsqu'il est chauffé, - puis chauffer les articles de résine de façon que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion, faisant fondre les portions de surface, pour effectuer le soudage par fusion, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.

) Procédé de soudage par fusion d'articles en résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être liaisonnées les unes aux autres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

- peindre au préalable un accélérateur de fusion sur les por-

tions de surface, l'accélérateur étant capable de détruire le retardateur de fusion lorsqu'il est chauffé, - puis chauffer les articles de résine de façon que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion,

faisant fondre les portions de surface pour effectuer le sou-

dage par fusion, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.

3 ) Procédé de soudage par fusion d'articles en résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être liaisonnées les unes aux autres caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

- appliquer un matériau choisi dans le groupe comprenant un ru-

ban imprégné ou enduit d'un accélérateur de fusion et un tube

dans lequel l'accélérateur de fusion est inclus sur les por-

tions de surface, l'accélérateur étant capable de détruire le retardateur de fusion lorsqu'il est chauffé, - puis de chauffer les articles de résine de façon que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion,

faisant fondre les portions de surface pour effectuer le sou-

dage par fusion, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.

4 ) Procédé de soudage par fusion d'articles de résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles sous la forme d'une structure ou d'un élément retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être liaisonnées les unes aux autres caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - employer un applicateur pour appliquer à partir de l'extérieur un accélérateur de fusion sur les portions de

surface, l'accélérateur étant capable de détruire le retarda-

teur de fusion lorsqu'il est chauffé, - puis chauffer les articles de résine de façon à ce que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion faisant fondre les portions de surface, pour effectuer le soudage par fusion, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.

) Procédé de soudage par fusion d'articles en résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être liaisonnées les unes aux autres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

- employer un applicateur pour appliquer de l'extérieur un ac-

célérateur de fusion aux portions de surface, l'accélérateur étant capable de détruire le retardateur de fusion quand il est chauffé, - chauffer les articles de résine en même temps avec l'étape d'utilisation de l'applicateur de façon que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion, faisant fondre les portions de surface, pour effectuer le soudage par fusion, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.

6 ) Procédé de soudage par fusion d'articles en résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être liaisonnées les unes aux autres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - fixer en place un élément chauffant entre les portions de

surface, l'élément de chauffage étant composé d'un fil chauf-

fant recouvert d'un manchon isolant qui contient un accéléra-

teur de fusion capable de détruire le retardateur de fusion quand il est chauffé, - puis d'alimenter un courant électrique à travers le fil chauffant pour chauffer les articles de résine de façon que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion,

faisant fondre les portions de surface pour effectuer le sou-

dage par fusion, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.

7 ) Procédé de soudage par fusion d'articles en résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être liaisonnées les unes aux autres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - fixer en place un élément chauffant entre les portions de

surface, l'élément de chauffage étant composé d'un fil chauf-

fant recouvert d'un manchon isolant dont la surface est revê-

tue d'un accélérateur de fusion capable de détruire le retar-

dateur de fusion quand il est chauffé, - puis appliquer un courant électrique du fil chauffant pour chauffer les articles de résine de façon que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion, faisant fondre les portions de surface pour effectuer le soudage par fusion, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.

8 ) Procédé de soudage par fusion d'articles en résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être liaisonnées les unes aux autres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - fixer en place un élément chauffant entre les portions de

surface, l'élément de chauffage étant un fil chauffant recou-

vert d'un manchon isolant lui même recouvert d'un matériau choisi dans le groupe comprenant un ruban imprégné ou enduit d'un accélérateur de fusion et un tube dans lequel l'accélérateur de fusion est inclus, l'accélérateur pouvant détruire le retardateur de fusion quand il est chauffé, - puis appliquer un courant électrique au fil chauffant pour chauffer les articles de résine de façon que l'accélérateur de fusion détruise le retardateur de fusion, faisant fondre les portions de surface pour effectuer le soudage par fusion, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.

9 ) Procédé de soudage par fusion d'articles en résine diffici-

les à fondre en raison de la présence d'un retardateur de fu-

sion dans les articles sous la forme d'un élément ou d'une structure retardant la fusion, les articles ayant des portions de surface en contact les unes avec les autres de façon à être liaisonnées les unes aux autres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - mettre en place une composition de résine entre les portions de surface, cette composition contenant une certaine quantité de peroxydes, - puis chauffer les articles de résine avec la composition de résine de sorte que les peroxydes détruisent le retardateur de fusion, faisant fondre les portions de surfaces ensemble avec la composition de résine, et

- finalement laisser les articles de résine se refroidir.