Additifs pour mélanges moulés à base de résine polyester insaturé

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.