Les résines époxy sont très utilisées dans l’industrie pour des applications variées. Faire le choix de LA bonne résine en fonction des caractéristiques attendues et des indications présentes sur les fiches techniques n’est pas forcément facile en première approche. Cet article est fait pour vous aider à comprendre toutes les caractéristiques techniques de ces produits.
Au sommaire :
1 - Les principales caractéristiques d’usage des colles époxy dans l'industrie
2 - Les caractéristiques de process des résines époxy dans l'industrie
Utilisation des résines époxy dans l’industrie
Il est important de distinguer d’un côté les caractéristiques d’usage, celles liées aux performances définitives attendues :
- Mécanique
- Tenue en température
- Rigidité diélectrique
- …
Et les caractéristiques de process, celles liées aux conditions de fabrication et aux méthodes de production :
- Temps de prise
- Température de polymérisation
- Viscosité
- ...
1 - Les principales caractéristiques d’usage des colles époxy dans l'industrie
A - À quoi va servir la résine et quelles sont les performances attendues ?
Si l’assemblage final est destiné à être sollicité mécaniquement il faut s’intéresser notamment à la résistance au cisaillement (exprimée en MPa). De manière assez triviale, plus la surface encollée est importante plus la force tangentielle applicable sur l’ensemble collé pourra être importante. À titre d’exemple, les résines époxy bi-composants ont des résistances au cisaillement comprises entre 5 à 30 MPa.
Dans les caractéristiques mécaniques, certains fabricants affichent aussi les caractéristiques de résistance :
- Au pelage (force nécessaire à appliquer pour décoller l’adhésif du substrat)
- À la torsion (couple nécessaire pour faire céder la colle)
- Aux vibrations (amplitudes et fréquences tolérées)
Pour en savoir plus 💡 : Production industrielle : pourquoi utiliser les résines époxy ?
B - Des résines à toutes épreuves
Les résines époxy sont aussi très résistantes à plusieurs chefs : leur composition chimique robuste les rend très peu sensibles aux solvants agressifs et leur dureté permet une bonne protection face aux impacts.
Dans les fiches techniques, cette dureté est exprimée sur l’échelle Shore (échelle utilisée dans de nombreux référentiels normés). La résine époxy une fois durcie peut avoir une dureté de l’ordre de 80D/85D la classant parmi les matériaux les plus durs comme ceux utilisés pour les casques de chantier pouvant encaisser des chocs très importants.
En dehors des caractéristiques mécaniques et de résistance, les fiches techniques des résines époxy vous apportent des informations sur leur tenue en température.
En fonction de la situation, si l’assemblage est amené à être exposé à des températures relativement importantes ou très basses, la donnée sur la plage de température est primordiale.
Plage de température de travail des résines :
- Mono-composant : de -50 à + 160 °C
- Bi-composants: de -50 °C à +100 °C.
Nos conseils pour choisir entre résine époxy mono et bi-composants pour l’industrie
Enfin, les résines époxy sont aussi très souvent utilisées comme isolants électriques grâce à leur forte rigidité diélectrique. Elles sont très fréquemment utilisées pour protéger par enrobage les circuits électriques ou des connecteurs fragiles ou critiques. 
À proximité d’éléments soumis à des tensions électriques importantes comme dans l’électronique de puissance ou l’électrotechnique, il est important de prêter attention à la rigidité diélectrique (ou tension de claquage) affichée sur les documentations techniques.
Elle est en principe exprimée en kV/mm et indique la valeur maximum du champ électrique que la résine peut supporter avant le déclenchement d’un arc électrique (un court-circuit).
2 - Les caractéristiques de process des résines époxy dans l'industrie
Une fois que vous avez identifié les caractéristiques d’usages qui doivent être respectées impérativement, se pose la question du process de fabrication. Car si la résine est adaptée à votre application elle doit pouvoir être intégrée facilement dans vos étapes de production.
Quelques caractéristiques clés à connaitre vous aideront à faire le bon choix pour s’intégrer parfaitement à votre process de fabrication existant ou pour minimiser les transformations nécessaires.
A - Adapter la résine à son process ou adapter son process à la résine ?
La première caractéristique à prendre en compte est la température d’application (ou température de polymérisation). En principe il s’agit soit de la température ambiante (entre 15 °C et 30 °C) pour les résines bi-composants, soit de températures supérieures de l’ordre 100 °C à 200 °C pour les mono-composant. Ces dernières nécessitant alors un apport de chaleur par infrarouge, par induction ou un passage dans une étuve.
Cette température d’application est à bien prendre en compte car elle impacte fortement le process de production et doit être respectée scrupuleusement. Le risque étant de détériorer la qualité de la résine, d’altérer ses propriétés mécaniques ou d’allonger les temps de repos nécessaire à la bonne prise de la résine.
Ensuite, justement viennent les informations sur la durée de pose, « le temps de prise », « le temps ouvert » … Ces données sont aussi à étudier avec attention car elles peuvent varier d’une colle à une autre et impacter fortement votre process de production.
Par exemple, pour une résine bi-composants, le temps de collage (ou temps de prise) peut être de quelques minutes à quelques heures. Ce temps de prise peut descendre à quelques secondes pour certaines résines mono-composant mais nécessitent alors d’être chauffées au-delà de 150 °C.
Ce temps de prise correspond au temps pendant lequel les 2 éléments à assembler doivent être maintenus en position. Il est donc important de l’avoir en tête pour respecter les temps de cycle de votre process de production.
Ensuite, avant de pouvoir manipuler l’assemblage sans risque il est aussi important d’observer un temps de repos. Exprimé soit en « temps avant manipulation » ou en « temps de réaction complète » celui-ci vous indique le temps à observer pour garantir le collage définitif.
B - Temps d’application, de dépose, de repos et conditions de stockage des résines époxy
Il faut prêter attention au temps ouvert ou « pot life » indiqué sur les fiches techniques car il vous indique le temps durant lequel le mélange (résine époxyde + durcisseur) peut être utilisé. Passé le délai indiqué, en principe de quelques dizaines de minutes, le mélange n’a plus les mêmes caractéristiques et n’est plus utilisable.
Aussi, en fonction des temps de cycle à respecter dans votre process, des outils automatisés ou manuels de dépose, du volume de colle à déposer, de l’orientation verticale ou horizontale des surfaces à coller, il faut prendre en considération à la viscosité du mélange.
Une colle très fluide sera idéale sur une surface plane et horizontale mais ne sera pas adaptée pour un usage à la verticale. Elle risquerait de couler de la surface à coller avant même d’avoir assemblé les éléments.
Enfin, au-delà du process de production, les conditions de stockage représentent un élément important à prendre en compte.
- Résines bi-composants : entre 9 et 36 mois à température ambiante,
- Résines mono-composant : entre 3 à 12 mois dans un environnement réfrigéré entre -20°C et +5°C
En résumé
Les résines époxy sont utilisées dans de nombreuses applications industrielles. Les multiples formulations (existantes ou sur-mesure) les rendent compatibles avec des process de fabrication manuels comme avec des process de production rapides et totalement automatisés. Mais les nombreux paramètres à prendre en compte nécessitent parfois de se faire accompagner par un expert notamment pour se poser les bonnes questions, réaliser des tests et trouver LA colle époxy la plus adaptée à votre application.
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