Brevet FR2033389A1 — publié le 19701204

2.:33339 La présente invention concerne la récupération d'élastomères fluorés à partir de dispersions aqueuses de ces élastomères. Ordinairement, les élastomères fluorés sont préparés 5 en dispersion aqueuse de laquelle ils sont isolés par addition à la dispersion d'un agent de coagulation minéral comme l'acide chlorhydrique ou l'alun de potassium puis séparation mécanique de l'élastomère précipité du milieu aqueux. Une difficulté de ce procédé est que l'on doit éliminer à peu près totalement 10 l'agent de coagulation du polymère récupéré avant d'utiliser ce dernier ; en effet, si on ne l'élimine pas, l'agent de coagulation retarde la rétieulation ou vulcanisation de l'élastomère par les aminés qui sont ordinairement utilisées pour ces élastomères. Ces agents de coagulation donnent aussi 15 parfois un élastomère de qualité médiocre, à savoir un élastomère dont la granulométrie (répartition des dimensions particulaires) est trop étendue ou qui se présente sous forme d'agglomérats. Dans d'autres cas, le produit est un sirop ou. une pâte solide, difficile à isoler et à sécher. 20 Les polyamines ont été proposées comme agents de coagulation pour les élastomères synthétiques comme les polymères *p5^étdiène-styrène mais les tentatives faites dans ce sens n'ont eu que peu de succès. Santmyers, dans le brevet américain N°3 350 371, fait remarquer, par exemple, que 25 l'on utilise bien à regret les polyamines aliphatiques dans l'industrie des polymères butadiène-styrène car les produits alors obtenus se trouvent être généralement collants et très difficiles à sécher et à manipuler. Les produits collants ainsi obtenus posent des problèmes de séchage et 30 occupent plus longtemps l'appareillage de traitement. En outre, comme ces produits sont relativement denses, ils exigent des temps de séchage bien trop longs. Ces longs temps de séchage ralentissent dans une mesure trop importante la vitesse de production des caoutchoucs, notamment quand 35 il s'agit de procédés continus. Le débit de production d'un élastomère dépend de façon générale de la capacité de séchage des séchoirs utilisés pour les élastomères produits . L'état du produit, collant et dense ou relativement sec et 40 floconneux, a donc un effet direct sur le débit de production 70 06320 2 2- 33389 puisque la capacité de séchage des séchoirs est respectivement réduite ou accrue. Non seulement le débit de production diminue quand on a affaire à un produit collant mais l'accumulation de fragments dans l'appareil implique des 5. arrêts fréquents aux fins de nettoyage. On aurait donc bien besoin d'un procédé de récupération d'élastomères fluorés n'utilisant pas de l'alun de potassium ni d'autres agents qui obligent à laver ensuite l'élastomère pour le rendre utilisable. En même temps, il serait bien sûr également 10 important de disposer d'un procédé de récupération qui fournirait des produits floconneux et légers, faciles à sécher rapidement dans les appareils ordinaires de séchage. Conformément au procédé selon la présente invention, on ajoute à une dispersion aqueuse d'un élastomère fluoré une 15 très petite quantité d'unepolyamine aliphatique, on agite le mélange pour faire coaguler l'élastomère puis on sépare l'élastomère de la phase aqueuse par un moyen ordinaire. Les polyamines aliphatiques sont utilisées en quantité si faible qu'il n'est pas nécessaire de laver le polymère pour les éliminer; 20 en effet elles ne causent aucun dommage aux propriétés du polymère en restant dans ce dernier. Par "polyamines aliphatiques", on entend de façon générale des polyamines aliphatiques qui sont solubles dans 25 l'eau. Certains de leurs sels solubles dans l'eau sont également utilisables, quoique moins avantageux, par exemple.les halohydrates (bromhydrates, fluorhydrates, chlorhydrates) et les sulfates. Des exemples représentatifs de polyamines aliphatiques comprennent des aralkylène-diamines comme la xylylène-diamine, des dia-30 mines hétérocycliques comme 1'hexahydrate de pipérazine, des alkylène- ou polyalkylène-polyamines comme l'éthylène-diaminé, la propylène-diamine, la diéthylène-triaraine, la diamylène-triamine, la triéthylène-tétramine, la tripropylène-tétramine, la diéthylène-propylène-tétramine, la tétra-éthylène-pentamine, 35 la tétrabutylène-pentaminé, la butylène-diamine, la dlhexylène-triamine, la trihexylène-tétramine etc... et leurs mélanges. Un produit du commerce qui convient bien comme polyasaine de ce type est ï "Aminé 248" de E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY, qui est une dihexylène-triamine brute contenant 4q de faibles quantités d'autres poly-alkylène-polyamines. Une autre polyamine utilisable est la "Polyamine H" de l^UNION 70 06320 2C33339 CARBIDE CORPORATION" ; ce produit comprend de la diéthylène-triamine brute avec de petites quantités d'éthylène-diamine et de triéthylène-tétramine. D'autres polyamines utilisables sont celles 5 résultant d'opérations de distillation pour la récupération d1aminés et comprenant des mélanges de polyamines aliphatiques de formule générale : 10 HjjN C (CHg )n~NH__7x - H dans laquelle n est un nombre entier positif de 2 à 12 et x tin nombre entier positif de 1 à 20. Des polyamines qui conviennent comprennent donc celles dérivant de diamines monomères contenant de 2 à 12 15 ^ atomes de carbone et qui ont de 1 à 20 motifs monomères lies entre eux dans le polymère. On peut utiliser soit des produits mélangés, soit des composés relativement purs. Certains des composés qui se trouvent dans les formes mélangées sont souvent des imines cycliques. Les polyamines présentes 20 peuvent porter comme substituants des radicaux alkyles ayant de 1 à 4 atomes de carbone. Etant donné les très petites quantités de polyamine qui sont utilisées dans la mise en oeuvre de la présente invention, on ajoutera la polyamine sous la forme d'une OC solution aqueuse à la dispersion d'élastomère. On utilise généralement, de préférence, une solution contenant de 0,04 à 10 % environ de polyamine. La polyamine aliphatique est en général utilisée dans une proportion de 0,0025 à 0,025 % environ, de 30 préférence de 0,005 à 0,02 % , par rapport au poids d'élastomère. L'emploi d'une trop grande quantité d'amine, si celle-ci n'est pas éliminée ensuite par un lavage ou un autre moyen, risque de rendre l'élastomère instable et doit donc être évité. L'utilisation d'une faible quantité de l'agent de 35 coagulation, qui est caractéristique de l'invention, permet d'éviter le danger d'instabilité des polymères obtenus même en l'absence d'un traitement d'élimination de l'agent. La manière dont on incorpore la polyamine dans 40 la dispersion aqueuse a peu d'importance et peut utiliser 70 06320 2 .73339 à cet effet les moyens courants tels que ceux employés pour les agents de coagulation comme l'alun de potassium. Naturellement^ il est souhaitable de réaliser un mélange homogène mais cela est facilement obtenu par une agitation convenable. . Les élastomères fluorés qui peuvent être ainsi 5 récupérés à partir de leurs dispersions aqueuses comprennent les polymères et copolymères de monomères fluorés à double liaison éthylénique, par exemple les produits de la copolymérisation du fluorure de vinylidène et de l'hexafluoro-propène. Les élastomères fluorés peuvent contenir d'autres 10 substituants tels que d'autres halogènes, par exemple du chlore, ainsi que des groupes d'éthers ou d'esters. Les copolymères du fluorure de vinylidène avec le 1,1-chlorofluoréthylène, le tétrafluoréthylène, le bromo-trifluoréthylène, le 2-chlorofluoro-propylène et le chloro-15 trifluoréthylène peuvent être aussi récupérés par le procédé selon l'invention. Il en est de même des polymères ternaires de ces monomères, comme ceux de fluorure de vinylidène, de tétrafluoro-éthylène et d'hexafluoro-propylène, ainsi que des copolymères d'éthers alkyl-vinyliques avec le fluorure 20 de vinylidène et/ou le tétrafluoréthylène. Des exemples d'éthers alkyl-vinyliques sont l'éther méthyl-vinylique, l'éther trifluorométhyl-vinylique, l'éther méthyl-trifluoro-vinylique, etc.... Les exemples suivants (sauf les exemples 11 et 13 25 qui sont des exemples témoins) illustrent l'invention, sans en limiter aucunement la portée. Dans ces exemples, les parties,les pourcentages et les proportions s'entendent toujours en poids, sauf indication contraire. EXEMPLES 1 à 10 : 30 On ajoute une poly-alkylène-polyamine sous la forme du composé pur ou d'une solution (voir le tableau I) à une dispersion aqueuse d'un polymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropène contenant 21,8 % de polymère et on agite jusqu'à ce que le polymère se sépare de la dispersion, ce qui est mis en évidence par la formation dlun gel 35 qui empêche la poursuite de l'agitation. Une phase aqueuse claire (sérum) apparaît alors. La quantité de polymère restant dans le sérum est une meeure de l'efficacité de lfagent de précipitation. 70 00320 2033339 Le tableau suivant montre l'effet des diverses aminés sur les dispersions aqueuses de polymères fluorés. TABLEAU Exero Aminé pie N° Forme ml Temps nécessaire à la prise ei gel 1 m-xylylène-diamine •jO 2 1,4-bis(aminométhy3) cyclohexane 5 Hexahydrate de pipérazine 15 25 Aminé pure 0,05 Aminé pure 1,5 4 Tétra-éthylène-pentaminé 5 îétra-éthylène-pentaminé 6 Tétra-éthylène-pentamine 20 7 Triéthylène-tétraminé 8 Triéthylène-tétramine 9 Triéthylène-tétramine 10 Triéthylène-tétramine Solution aqueuse à * Aminé pure 8 0,05 Solution 1,0 aqueuse à 1,0# Solution . 2,0" aqueuse à 0,2# Solution 0,7 aqueuse à 2,0# Solution ... .1,1 aqueuse à 1,0# Solution 5*0 aqueuse à 0,1# Solution 8,0 aqueuse à 0,05# Prise immédiate 15 minutes après l'addition Prise immédiate Prise immédiate Prise immédiate Prise immédiate Prise immédiate 2 minutes après 1'addition Prise immédiate 3 minutes après l'addition 30 35 1 Nombre de millilitres pour 100 millilitres de dispersion. EXEMPLE 11 : On introduit de manière continue une autre partie de la dispersion de l'exemple 1 dans une centrifugeuse ("Sharplen, Super-D-Canter, Modèle N° P. 600 D) à raison de 25 000 ml/heure, soit 27 700 g/heure. Simultanément, on introduit dans la centrifugeuse de l'eau au débit de 600 ml/heure. Au bout de 10 minutes de fonctionnement pour permettre au système de s'équilibrer (temps de séjour : 3 minutes), on recueille un échantillon du sérum (phase aqueuse claire) et on en détermine la teneur en polymère par séchage d'une 70 06320 6 2 33339 partie aliquote. Le sérum contient 1,2 % de polymère, ce qui correspond à une perte de produit de 4,3 EXEMPLE 12 : On répète l'opération continue de l'exemple 11 mais 5 en remplaçant l'eau par une solution aqueuse de triéthylène-tétramine (0,5 g d'aminé dans 600 ml d'eau) de façon à introduire 0,5 g/heure de l'aminé. On trouve que le sérum contient 17 % de polymère en moins (pourcentage de perte en moins) que le sérum témoin de 10 -l'exemple 11. EXEMPLE 13 : On répète l'opération continue de l'exemple 11 de la même manière mais avec un débit d'introduction de l'émulsion de 15 000 ml/heure, soit 16 600 g/heure, et un temps 15 d'opération de 20 minutes pour permettre au système de s'équili brer. Le sérum contient 0,9 % de polymère, ce qui correspond à une perte de produit de 3,1 %. EXEMPLE 14 : On recommence l'expérience de l'exemple 13 mais en 20 remplaçant l'eau par une solution aqueuse de triéthylène-tétramine (0,5 g d'aminé dans 600 ml d'eau), le débit d'introduction de la solution étant tel qu'on introduise 0,5 g d'aminé par heure. La teneur du sérum en polymère est inférieure de 22 % (diminution du pourcentage de perte) à 25 celle du sérum témoin de l'exemple 13. EXEMPLE 15 : On répète encore l'expérience de l'exemple 13 mais en remplaçant l'eau par une solution aqueuse de triéthylène-tétramine (1,5 S dans 598 ml d'eau) de façon à introduire 30 1,5 S d'aminé par heure. Le sérum contient 44 % de polymère en moins que le sérum de l'expérience témoin de l'exemple 13. 70 05320 7 2033389 BEVENDICATIO JI>,S 1.- Un procédé de récupération d'élastomères fluorés à partir d'une dispersion aqueuse de l'élastomère, procédé caractérisé en ce que l'on mélange la dispersion 5 avec une polyamine aliphatique et on sépare l'élastomère du mélange. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la polyamine est une polyalkylène-polyamine. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé 10 en ce que la polyamine est une triéthylène-tétramine. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la polyamine est une xylylène-diamine. 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la polyamine est une pipérazine.