FR2782666A1 - Surface treatment of partly-polymerized polyurethane mixture, occurs inside cylindrical, rotary casting- and coating mold into which e.g. elastomer powder is introduced, vastly enhancing subsequent bonding with other objects - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE TRAITEMENT DE SURFACE D'UNE PIECE EN RESINEMETHOD FOR SURFACE TREATMENT OF A RESIN PART
THERMODURCISSABLE ET PIECE AINSI OBTENUE THERMOSETTING AND PART THUS OBTAINED
La présente invention concerne un traitement de surface d'une pièce en résine thermodurcissable, notamment en polyuréthanne, en vue d'améliorer les propriétés d'adhérisation de ladite pièce avec tout type de support. Elle concerne également la pièce en résine thermodurcissable, dont la surface a été ainsi traitée et qui présente ces propriétés The present invention relates to a surface treatment of a part made of thermosetting resin, in particular polyurethane, in order to improve the adhesion properties of said part with any type of support. It also relates to the part in thermosetting resin, the surface of which has been thus treated and which exhibits these properties.
améliorées d'adhérisation.improved adhesion.
Il est de plus en plus fréquent d'associer des matériaux de natures différentes pour former des ensembles, souvent dénommés composites. Cette association se fait à l'aide d'un adhésif qui permet d'assembler les deux matériaux et de conférer à leur interface une résistance mécanique suffisante. Cette technique d'assemblage, par adhésion, ne convient pas à tous les matériaux, certains pouvant avoir un état de surface qui ne convient pas à l'utilisation d'un adhésif. Selon le demandeur c'est notamment le cas d'un élastomère thermodurcissable de polyuréthanne commercialisé par la société BAYER It is more and more frequent to associate materials of different natures to form sets, often called composites. This association is made using an adhesive which makes it possible to assemble the two materials and to give their interface sufficient mechanical strength. This joining technique, by adhesion, is not suitable for all materials, some of which may have a surface condition which is not suitable for the use of an adhesive. According to the applicant, this is in particular the case of a thermosetting polyurethane elastomer marketed by the company BAYER.
sous la dénomination VULKOLLAN.under the name VULKOLLAN.
Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un procédé de traitement de surface d'une pièce en résine thermodurcissable, notamment mais non exclusivement d'élastomère polyuréthanne, qui The aim set by the applicant is to propose a method of surface treatment of a part in thermosetting resin, in particular but not exclusively of polyurethane elastomer, which
améliore les propriétés d' adhésion de ladite pièce avec tout support. improves the adhesion properties of said part with any support.
Ce but est parfaitement atteint par le procédé de l'invention qui met en oeuvre une pièce en résine thermodurcissable qui est obtenue, de manière connue, en mélangeant un pré-polymère et un agent de réticulation, en coulant ledit mélange dans un moule et en laissant se This object is perfectly achieved by the process of the invention which uses a part made of thermosetting resin which is obtained, in known manner, by mixing a prepolymer and a crosslinking agent, by pouring said mixture into a mold and leaving
développer la réaction de réticulation pendant un temps T déterminé. developing the crosslinking reaction for a determined time T.
De manière caractéristique selon l'invention, on applique sur la surface du mélange, pendant la réaction de réticulation, un agent Characteristically according to the invention, an agent is applied to the surface of the mixture, during the crosslinking reaction.
pulvérulent d' adhésion.adhesion powder.
On désigne sous le terme agent pulvérulent d' adhésion un composé, sous forme de poudre, d'une part dont l'état de surface est apte à favoriser une bonne adhésion et d'autre part qui est compatible The term “adhesion pulverulent agent” denotes a compound, in the form of a powder, on the one hand whose surface state is capable of promoting good adhesion and on the other hand which is compatible
avec le pré-polymère.with the pre-polymer.
Comme agent pulvérulent d' adhésion,il peut s'agir de poudre de caoutchouc, naturelle ou synthétique, de poudre de silice ou de As a pulverulent adhesive agent, it may be rubber, natural or synthetic powder, silica powder or
poudre de silicone.silicone powder.
Selon un mode préféré de réalisation, le moule dans lequel est coulé le mélange est un moule cylindrique rotatif et on introduit sur la surface du mélange, à l'intérieur du moule, une quantité excédentaire d'agent pulvérulent d' adhésion. de sorte qu'il se répartit sur toute la surface du mélange en cours de réticulation une couche superficielle d'agent pulvérulent d'adhésion du fait de la rotation du moule cylindrique. De préférence l'application sur la surface du mélange de l'agent pulvérulent d'adhésion se fait après un temps prédéterminé t après le According to a preferred embodiment, the mold in which the mixture is poured is a rotary cylindrical mold and an excess quantity of pulverulent adhesion agent is introduced onto the surface of the mixture, inside the mold. so that it spreads over the entire surface of the mixture during crosslinking a surface layer of powdery adhesion agent due to the rotation of the cylindrical mold. Preferably the application to the surface of the mixture of the pulverulent adhesion agent takes place after a predetermined time t after the
commencement de la réaction de réticulation. start of the crosslinking reaction.
S'agissant d'une résine thermodurcissable en polyuréthanne, pour laquelle le pré-polymère est un mélange de polyol et de di-isocyanate, et s'agissant de poudre de caoutchouc comme agent pulvérulent d' adhésion, le temps prédéterminé t est d'environ 1/3 de la durée In the case of a polyurethane thermosetting resin, for which the prepolymer is a mixture of polyol and of di-isocyanate, and in the case of rubber powder as a pulverulent adhesion agent, the predetermined time t is about 1/3 of the time
totale de la réaction de réticulation. of the crosslinking reaction.
De manière générale, on peut prendre en considération que cette durée t prédéterminée doit être comprise entre 20 et 50% du temps In general, it can be taken into account that this predetermined duration t must be between 20 and 50% of the time
total de la réaction de réticulation. total of the crosslinking reaction.
La pièce moulée obtenue par le procédé précité présente de très bonnes propriétés d' adhésion sur la face traitée, c'est-à-dire celle sur laquelle a été appliqué l'agent pulvérulent d' adhésion, au cours de la réaction de réticulation. Il n'y a aucun risque de délaminage entre la couche superficielle constituée par l'agent pulvérulent d' adhésion et la résine thermodurcissable, dans la mesure o des forces de liaison se sont développées entre cet agent et la résine au cours de la réaction de réticulation. Il est d'ailleurs remarquable que le traitement de surface peut avoir d'autres retombées que l'amélioration des propriétés d' adhésion, du fait de la transformation superficielle de son état de surface. Il y a bien sûr un aspect esthétique, le traitement modifiant l'aspect visuel de la surface traitée. Ce traitement peut également conférer des propriétés The molded part obtained by the aforementioned method has very good adhesion properties on the treated face, that is to say that on which the pulverulent adhesion agent has been applied, during the crosslinking reaction. There is no risk of delamination between the surface layer formed by the pulverulent adhesion agent and the thermosetting resin, insofar as bonding forces have developed between this agent and the resin during the reaction of crosslinking. It is moreover remarkable that the surface treatment can have other repercussions than the improvement of the adhesion properties, due to the surface transformation of its surface state. There is of course an aesthetic aspect, the treatment modifying the visual appearance of the treated surface. This treatment can also confer properties
antidérapantes à la surface de la pièce ainsi traitée. non-slip on the surface of the part thus treated.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la The present invention will be better understood on reading the
description d'un exemple préféré de réalisation d'une pièce moulée en description of a preferred embodiment of a part molded in
résine thermodurcissable, présentant un état de surface modifié conformément à l'invention, illustré par le dessin annexé dans lequel la figure unique est une représentation schématique en coupe d'un moule thermosetting resin, having a modified surface state in accordance with the invention, illustrated by the appended drawing in which the single figure is a schematic sectional representation of a mold
cylindrique rotatif dans lequel est mis en oeuvre le procédé de l'invention. rotary cylinder in which the method of the invention is implemented.
Dans le domaine des résines thermodurcissables, certains i 5 élastomères de polyuréthanne présentent de très hautes performances mécaniques en particulier l'élastomère de polyuréthanne commercialisé par la société BAYER sous la dénomination VULKOLLAN a une dureté shore A comprise entre 63 et 98, une résistance à la traction de 150 à 380 kg/cm et un comportement exceptionnel en ce qui concerne la résistance à la flexion, à la compression, à la déchirure, aux chocs et à Il'abrasion. Ce matériau présente cependant un inconvénient dans la mesure o il est très difficilement collable sur un autre support à l'aide d'un adhésif. Le procédé de traitement de l'invention a pour but de pallier cet inconvénient, en particulier pour cet élastomère de polyuréthanne mais plus généralement pour modifier l'état de surface de toute pièce moulée In the field of thermosetting resins, certain polyurethane elastomers exhibit very high mechanical performance, in particular the polyurethane elastomer marketed by the company BAYER under the name VULKOLLAN has a shore A hardness of between 63 and 98, resistance to traction from 150 to 380 kg / cm and exceptional behavior with regard to resistance to bending, compression, tearing, impact and abrasion. However, this material has a drawback insofar as it is very difficult to bond to another support using an adhesive. The treatment method of the invention aims to overcome this drawback, in particular for this polyurethane elastomer but more generally to modify the surface condition of any molded part.
en résine thermodurcissable.in thermosetting resin.
De manière caractéristique, selon le concept général de cette Typically, according to the general concept of this
invention, on applique sur la surface du mélange constitué du pré- invention is applied to the surface of the mixture consisting of the pre-
polymère et de l'agent de réticulation, alors que la réaction de réticulation se déroule, un agent pulvérulent d' adhésion, cet agent pouvant être notamment une poudre de caoutchouc, une poudre de silice polymer and of the crosslinking agent, while the crosslinking reaction is taking place, a powdery adhesion agent, this agent possibly being in particular a rubber powder, a silica powder
ou une poudre de silicone.or a silicone powder.
Dans l'exemple illustré, on est parti d'un pré-polymère constitué par un mélange de polyol et de di-isocyanate, en présence d'un agent de réticulation, par exemple un peroxyde. Ce mélange 1 est introduit dans un moule 2 cylindrique, entraîné en rotation. Ce moule cylindrique a par exemple un diamètre de l'ordre d'un mètre et une vitesse de rotation de l'ordre de lOOt/mn. Le mélange introduit dans le moule est, du fait de la rotation, plaqué sur la surface intérieure 3 dudit moule. Lorsque la réaction de réticulation est terminée, la pièce moulée obtenue peut être In the example illustrated, we started with a prepolymer consisting of a mixture of polyol and di-isocyanate, in the presence of a crosslinking agent, for example a peroxide. This mixture 1 is introduced into a cylindrical mold 2, driven in rotation. This cylindrical mold has for example a diameter of the order of one meter and a rotation speed of the order of lOOt / min. The mixture introduced into the mold is, due to the rotation, plated on the inner surface 3 of said mold. When the crosslinking reaction is complete, the molded part obtained can be
tronçonnée en portions angulaires pour former des plaques de résine. cut into angular portions to form resin plates.
La réaction de réticulation se déroule sur une durée T déterminée, The crosslinking reaction takes place over a determined duration T,
qui est fonction du type de composants utilisés (constituants du pré- which depends on the type of components used (constituents of the pre-
polymère et agent de réticulation) et des conditions opératoires. polymer and crosslinking agent) and operating conditions.
Selon la caractéristique de l'invention, on introduit à l'intérieur du moule 2 une certaine quantité d'un agent pulvérulent d' adhésion 4 alors que le mélange 1 est déjà dans le moule 2 en rotation. Cet agent 4, à l'état de poudre, est introduit dans la partie basse du moule 2. Du fait de la rotation du moule 2, I'agent 4 se conforme comme un boudin, tournant également sur lui-même, dans le même sens que le moule 2, selon la flèche F. Ainsi il y a un contact continu entre la face la interne du mélange 1 et l'agent pulvérulent 4. Il se crée une couche superficielle d'agent pulvérulent sur ladite face interne la, couche superficielle dans laquelle le pré-polymère, en cours de réticulation, enrobe au moins partiellement les particules d'agent d' adhésion 4. Au cours de la réticulation, des liaisons chimiques se développent entre la résine thermodurcissable proprement dite et l'agent d'adhésion de sorte que la couche superficielle 5 d'agent 4 reste ancrée dans la face la et According to the characteristic of the invention, a certain quantity of a powdery adhesion agent 4 is introduced inside the mold 2 while the mixture 1 is already in the mold 2 in rotation. This agent 4, in the powder state, is introduced into the lower part of the mold 2. Due to the rotation of the mold 2, the agent 4 conforms like a flange, also turning on itself, in the same sense that the mold 2, according to the arrow F. Thus there is a continuous contact between the internal face of the mixture 1 and the pulverulent agent 4. A surface layer of pulverulent agent is created on said internal face, the layer surface in which the prepolymer, during crosslinking, at least partially coats the particles of adhesion agent 4. During the crosslinking, chemical bonds develop between the thermosetting resin proper and the adhesion so that the surface layer 5 of agent 4 remains anchored in the face 1a and
constitue de ce fait la nouvelle face extérieure de la pièce ainsi traitée. thus constitutes the new external face of the part thus treated.
Bien sûr, compte-tenu de l'utilisation excédentaire d'agent pulvérulent 4, il est nécessaire d'éliminer l'excès d'agent pulvérulent, non inclus dans Of course, given the excess use of powdery agent 4, it is necessary to remove the excess powdery agent, not included in
la résine, par exemple par brossage. the resin, for example by brushing.
Le moment d'introduction de l'agent pulvérulent dans le moule est un paramètre important pour obtenir l'effet recherché. Si I'introduction intervient trop tôt, I'agent pulvérulent peut pénétrer trop profondément à l'intérieur du mélange 1 et former des inclusions dans la pièce terminée, susceptibles d'altérer les propriétés mécaniques de la pièce. Si l'introduction intervient trop tard, au cours de la réaction de réticulation, il peut ne pas y avoir d'accrochage entre le mélange et I'agent pulvérulent de sorte que l'on n'obtient pas la face traitée dans les conditions souhaitées. De préférence il a été retenu que l'introduction de l'agent pulvérulent doit intervenir à un temps t prédéterminé qui doit être de l'ordre de 20 à 50% et de préférence 1/3 environ, du temps total T The moment of introduction of the pulverulent agent into the mold is an important parameter for obtaining the desired effect. If the introduction occurs too early, the pulverulent agent can penetrate too deeply inside the mixture 1 and form inclusions in the finished part, capable of altering the mechanical properties of the part. If the introduction takes place too late, during the crosslinking reaction, there may be no bonding between the mixture and the pulverulent agent so that the treated side is not obtained under the desired conditions. . Preferably, it has been retained that the introduction of the pulverulent agent must take place at a predetermined time t which must be of the order of 20 to 50% and preferably approximately 1/3, of the total time T
de la réaction de réticulation.of the crosslinking reaction.
i 5 La face traitée de la pièce moulée ainsi produite permet d'obtenir l'assemblage, par adhésion, de ladite pièce avec tout type d'autre i 5 The treated face of the molded part thus produced makes it possible to obtain assembly, by adhesion, of said part with any other type
support dans de très bonnes conditions d'accrochage. support in very good hanging conditions.
Cette face, de par la présentation pulvérulente de l'agent qui la constitue, a un aspect visuellement différent des autres parties de la pièce. Elle a également des propriétés intrinsèques, dues à l'agent d' adhésion. S'agissant notamment de poudre de caoutchouc, cette This face, by the pulverulent presentation of the agent which constitutes it, has a visually different appearance from the other parts of the part. It also has intrinsic properties, due to the adhesion agent. With particular regard to rubber powder, this
face traitée confère à la pièce des propriétés antidérapantes. treated side gives the piece non-slip properties.
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- 1998-08-27 FR FR9810925A patent/FR2782666B1/en not_active Expired - Fee Related
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