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1 - AGENTS MOUILLANTS ET DISPERSANTS

2 - ADDITIFS ANTISÉPARATION

3 - ADDITIFS DE MISE EN ŒUVRE MULTIFONCTIONNELS

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : AM3245 v1

Additifs de mise en œuvre multifonctionnels
Additifs pour mélanges moulés à base de résine polyester insaturé

Auteur(s) : Marie-Laure GUILHEM, Gerard REESTMAN

Date de publication : 10 oct. 2011

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INTRODUCTION

Dans le domaine des mélanges moulés, nous ciblons les matériaux à base de résine, charges et fibres de verre, pendant la production et la mise en œuvre. Puisque tous ces ingrédients sont utilisés dans la production des mélanges, nous voulons ici décrire les additifs couvrant ces applications.

Les mélanges moulés SMC (Sheet Molding Compound) et BMC (Bulk Molding Compound) sont des matériaux renforcés par des fibres, essentiellement constitués d'une résine thermodurcissable, principalement à base de polyester insaturé dans du styrène, d'un renfort de fibres de verre et de charges.

Les charges sont principalement à base de carbonate de calcium, pour les applications générales, et à base de trihydrate d'aluminium (ATH) pour les formules ignifugées.

Les renforts à base de fibres de verre garantissent des propriétés mécaniques supérieures.

Dans les SMC, la longueur des fibres de verre est de 25 et/ou 50 mm et leur quantité varie de 20 à 60 % en masse, dans la formule. Dans les BMC, les fibres sont plus courtes (6 à 12 mm) et leur dosage est moindre (10 à 18 % en masse).

Les SMC et BMC sont des mélanges à mouler, mis en œuvre par compression ou par injection, à températures élevées (130 à 170 °C) et sous forte pression (2 à 12 MPa).

L'utilisation des composites à base de résines thermodurcissables a augmenté ces dernières années. Les produits provenant de composites tels que les SMC et BMC montrent, non seulement une croissance remarquable dans le secteur automobile, mais aussi dans l'industrie électrique et celle du bâtiment.

Le concepteur utilise les composites pour les produits nécessitant une stabilité à long terme, un emploi à haute température (par exemple, ligne de mise en peinture), un faible coefficient d'expansion thermique, des propriétés mécaniques élevées, des parties intégrées et un rapport prix/performance attractif.

Pour améliorer la performance et/ou la mise en œuvre de ces matériaux, des composants sont ajoutés à la formule. Ce sont :

  • des additifs Low Profile (LP)/Low Shrink (LS) ;

  • des thermoplastiques tels que PS (polystyrène) ;

  • du PMMA (polyméthyl méthacrylate),

  • du PVAc (acétate de polyvinyle) ;

  • des polyesters saturés et/ou co-polymères SB (styrène butadiène) ;

  • des initiateurs de réaction ;

  • des épaississants et des démoulants.

La partie organique globale représente moins de 30 % de la masse totale de la formule.

Différentes formules sont utilisées, en fonction du cahier des charges à atteindre.

Pour identifier les différents types de formules de SMC/BMC, nous distinguons les formulations Standard, Low Shrink (LS) et Low Profile (LP). On peut différencier ces trois types de formules en fonction de la composition du mélange, conduisant à un retrait variable, comme indiqué dans le 1.

L'aspect de surface de la pièce moulée peut aussi servir à différencier les formulations, comme le montre le 2, car l'homogénéité de la couleur et l'aspect de surface varient en fonction du type de mélange. Il est en général difficile de fabriquer un produit combinant faibles ondulations et bonne homogénéité de couleur.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3245


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3. Additifs de mise en œuvre multifonctionnels

Le moulage et le démoulage peuvent perturber gravement la qualité et l'aspect des pièces réalisées.

De nouveaux agents de mise en œuvre, plus universels et ayant plusieurs effets sur la formulation, ont été développés.

Le démoulage des pièces est obtenu par l'utilisation d'un agent de démoulage interne. Les produits standard employés sont des sels métalliques (zinc ou calcium) d'acide stéarique, mais aussi des combinaisons d'acides stéarique et palmique, avec tous les avantages et inconvénients qu'ils comportent. En effet, un bon démoulage peut être confronté au dosage difficile de ces poudres fines et à l'impact négatif pouvant être observé sur la pigmentation.

Ainsi, les nouveaux agents de procédé doivent aussi avoir d'excellentes propriétés de démoulage, pour permettre au mouleur de retirer aisément les pièces du moule. Cela permet l'élimination des stéarates, ce qui est déjà l'un des grands avantages pour le formulateur du mélange.

Le fait que ces nouveaux additifs soient des liquides est aussi d'un grand intérêt, par rapport aux stéarates solides, difficiles à manipuler.

La 5 montre que de nombreux ingrédients du mélange ne sont que des produits monofonctionnels. Par exemple, le démoulant interne (stéarate de zinc ZnSt ou stéarate de calcium CaSt) ne fait qu'améliorer le démoulage de la pièce. Les additifs de mise en œuvre montrent, après démoulage, non seulement leur bonne capacité à démouler, mais aussi leur influence positive sur la brillance, l'homogénéité de la couleur et l'aspect de surface.

3.1 Effet sur la réduction du voile dans les paraboles de phares automobile

Les produits moulés à partir de mélanges standard BMC/DMC (Bulk Molding Compound/ Dough Molding Compound) et soumis à une température élevée pendant une longue période, conduisent à l'émission ou à la sublimation de différents constituants. Certains des composants évaporés se condensent sur une surface froide et forment une couche laiteuse, appelée fogging. Cette pellicule est inacceptable (en particulier pour les paraboles de phares), car le rendement lumineux serait réduit au cours du temps. Pour simuler l'utilisation d'une parabole, les substances émises par une plaque moulée, chauffée pendant un certain temps,...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - KIA (H.G.) -   Sheet Molding Compouds: science and technology.  -  Hanser, 1993

1 Sites Internet

Design for Success A Design & Technology Manual for SMC/BMC, European Alliance for SMC/BMC, 2007, http://www.smc-alliance.com

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2 Normes

ASTM D 2344 - 2006 - Standard Test Method for Short Beam of Polymer Matrix Composite Materials and Their Laminates - -

EN 1465 - 2010 - Standard Test Method for Cold Filter Plugging Part of Diesel and Heating Fuel - -

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