Brevet FR2014825A1 — publié le 19700424

i 2014825 La présente Ir.ver. :ion est relative à des granules thermoplastioues amélior îs transformable s er. mousse ainsi qu'à un procédé ae fabrication de granule î- ce :.re er elle concerne plus partieulièreraent des granules al— *.-é.r... -..r.; ~.vtiqu.:.r ré::innr. ili.--rés c:?.tenrart un a.t;eut volatil de gonfleiaenti siciv-jl-iz.?e v~i • : ; -s amé7.ior!;-- transf^rEfebles er. nousee er. y incorporant de .v.?niè:-e uniforme o.e i? a 1.000 parties par million et, de préférence, d'environ 100 a 400 parties par millier-, par rapport au poids de la matière ré-sir.3*.x&e, d'un sel de métal alcalir. d'un ç.cide or "vnisue à longue chaîne ayant 10 12 à 24 stases de carbone, eu a * un 3el de mitai alcalin de formule : farsule dans laquelle R est un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle contenant jusqu'à 5 atomes de carbone, n est un nombre de 0 à 2 et M est un me— 15 tal alcalin, ou de leurs mélanges. Avantageusement, les sels de métal alcalin sont ajoutés à une résine aieenyl-aromatiqtie plastifiée à chaud et la composition résineuse est refroidies divisée de manière à obtenir une multiplicité de granules cui sont ensuite imprégnés d'un agent de formation de mousse constitué par un fluide volatil, 20 La présente invention concerne également une masse de particules alcényl-aromaticues r-sineuses expansibles contenant un agent fluide de formation de mousse, les particules étant capables par chauffage de se dilater et de forcer une multiplicité de cellules fermées, remplies de gaz, caractérisée nar le fait qu'un sel de métal alcalin d'un acide aliphatique à longue 25 chaîne ayant de 12 à 24 atones de carbone ou un sel de métal alcalin de formule : formule dans laquelle R est un atome d*hydrogène ou un radical alcoyle conte-50 nant jusqu'à 5 atomes ae carbo-ne, n est un nombre é-~al à 0,1 ou i et & esc un métal alcalin, -xi encore .•■-■s rr.é-1 î:v-es de ces sels sont uniformément dispersés aans ces particules. solide à*un ou plusieurs composés alcényl—aromatiques polymérisables. Le po-35 l:*aère ou le eopolymère corn ;rena, sous forme chimiquement combinée, au moins 70 ,o en poids a'au moins un eonoosé alcényl-aromatique ayant la formule gé~ ■ielo;; 1ê présente ir:ve::tior., or. obtient ces particules résineuses Par l'ez jrescioi» "résine alcényl-aromatique" on entend un polymère BAO ORIGINAL 69 23803 2014825 néï'ale ; ii Ar. - G = OH..J formule àar.s laquelle Ar représente un radical hydrocarboné aromatique ou ur rp.XLCtvi haxogeno' ny zrocaroon- aroiast-ifjme de :s série du benzène et dans la— i; est i:r. a tore à^hydro.ïànc ou le radie->.1 K'-tr.yl* exemples de telles racines aleenyl-aromasiaues sont constitués par les hciûopolymeres solides de styrène,- à'C-iuéï.hyl-styrène, à?o-néthyl-sr/rène, de a-méthylstyrène, ce p-methylstyrene, à* ar-methylstyrène, d'ar-vinyx—xylène, d* ar—chlorostyrène 10 ou d'ar-bromostyrène, et par les copolymères solides de deux ou plusieurs de ces composés alc-iny 1-aromati que s avec ae faibles que:: Citée d'autoes composés olefiniques aisément polymérisables tels cuef par exemple, le métacrylate Ce méthyle ou l'a^rylonitrile,, La présente invention est utilisée parciculièrement avantageuaeasat 15 pour le polystyrène. Les sels utilisés dans Iv- Msa on oeuvre de 1'investiea comprennent, par exemple, les sels de lithium» sodium et potassium de l'acide laurique, de 1'acide triâécylique, de l'acide syiiâtique, de l'acide pantaàé-cyliqi-.e, de l'acide palaiti que, de l'acide Esr.f&ricue, de l'acide sté.ariqusP de l'acide oléiaue, de l'acide nonadécylique, de l'acide arachidique, de Ie a-20 cide béhénique et de l'acide lignocérique de ecîs.2 que les sels de métaux alcalins d'acides aromatiques tels que l'acide benzoïque, l'acide toluique, l'acide xyléninue, l'acide 4-tert.-butylbenzoïque, l'acide 4-tert.-amylben-zoïaue, l'acide 2-éthylbenzoïque, et leurs mélanges. Il est essentiel et critique pour la composition selon la présente 25 invention que les sels d'acides organiques soient uniformément dispersés dans la composition, c'est-à-dire qu'ils soient présents dans chaque particule individuelle et non simplement déposés sur la surface de ces particules, une telle composition est avantageusement préparée, en mélangeant le sel d'acide organique avec la résine- alcényl-aromatique plastifiee à chaud soit en 50 présence d'un agent moussant fluide, soit par addition subséquente d'un agent moussant fluide. Avantageusement, ce mélange est réalisé en faisant passer un courant de matière plastifiée à chaud à travers un dispositif de malaxage tel qu'une extrudeuse à vis et en ajoutant ,1e sel d'acide désiré, L'agent -moussant fluide désira peut être ajouté dans un.tel dispositif ou avantageu-55 -3emert, lorsqu'on désire effectuer un contrôle particulièrement serré du orocédé, là matière résineuse alcényl-aromatique contenant.1'acide organique est avantageusement extrudée, transformée en brins.et découpée en granules. Les granules sont amenés dans un réacteur sous pression et sont mis en suspension dans l'eau en présence d'un agent de gonflement et on chauffe pen-40 dant une période de temps suffisante pour-que l'agent de gonflement rende BAD ORIGINAL j 69 23803 3 2014825 perméables les granules. Avantageusement, ce chauffage est effectué à des températures d'environ 90 à l'50°C sous pression et on obtient des ^articules généralement sphériques. Des particules transformables en mousse sont avantageusement préparées en incorporant une faible proportion d'une, grande variété de composés orgsaiov.es volatils connus dans la technique, suffisante pour produire la formation de mousse. A titre d'exemple supplémentaire, on prépare divers échantillons en mélangeant 200 parties par million (par rapport au poids de la résine) d'un sel de métal alcalin d'un acide organique avec un polystyrène fondu, avec préparation d'un concentré du sel d'acide organique et mélange à sec de 2 Js en poids du sel d'acide organique avec du polystyrène granulé. Le concentré est amené dans une extrudeuse à vis qui débite dans une extrudeuse à vis plus grande qui est alimentée par un courant de polystyrène plastifié à chaud. Le produit évacué par 1'extrudeuse plus petite est mélangé de manière uniforme avec le polystyrène dans 1'extrudeuse plus grande. Le produit obtenu est' évacué à travers une filière sous forme de plusieurs brins ayant un diamètre d'environ 1,75 mm. Les brins sont ensuite refroidis et découpés de manière à former une multiplicité de granules ayant une longueur d'environ 2,54 mm. Les granules sont ensuite mis en suspension dans l'eau dans un réacteur fermé à agitation dans lequel on utilise 100 parties en poids de granules de polymère pour 130 parties en poids d'eau. On chauffe la suspension en agitant à une température d'environ 145°C et on ajoute 9 parties en poids de pentane en l'espace d'une période d'environ 3 heures. Le récipent et le contenu sont ensuite refroidis à environ 20°C et les particules séparées de l'eau. Les particules transformables en mousse sont mises sous forme d'une mousse préalable avec un poids spécifique de 24 g/l et on évalue l'agglomération. L'agglomération est indiquée sous la rubrique "pourcent, d'aggloméré" qui désigne le pourcentage du nombre total de particules dans l'échantillon qu'on obtient sous forme l'agglomérés. La teneur en matières volatiles des grains expansibles est évaluée en pesant un échantillon de grains expansibles chauffés à la pression atmosphérique pendant 30 minutes à 160°C et en pesant de nouveau pour déterminer la perte de poids. Divers échantillons de particules ou de granules expr-isibles sont alors moulés dans un moule fermé dans des conditions constantes en utilisant la chaleur de la vapeur d'eau. Dans la paroi de la cavité du moule, on dispose un diaphragme sensible à la pression relié à une jauge de pression. Le temps en minutes reauis nour que la jauge de pression indique le zéro après le moulage est rr indiqué dans le tableau ci-dessous sous l'en-tête J"Cjn. Le moule est ouvert aorès diverses périodes et la partie est enlevée et examinée. Le temps reauis Dour aue la pièce moulée devienne aimensionnellement stable après BAD ORIGINAL 69 23803 2014825 interruption du courant de vapeur vers le moule est indiqué dans le tableau dans la colonne intitulée Cg. Le temps est exprimé en minutes. Les durées de refroidissement indiquées dans le tableau représentent le domaine ae durée de refroidissement par rapport au domaine de moulage évalué des granules expansibles. On obtient une fusion généralement satisfaisante en utilisant la vapeur d'eau et des pressions à .tan s la cavité ae moulage de 1,0 à 2,1 k/r/ cm'1'. Le domaine de moulafe est le domaine dans lequel on obtient un souûage par fusion de particule à particule de 70 à 75 7° et qui est en-dessous de la pression à laquelle un rétrécissement visible à l'oeil nu est obtenu. Le poids spécifique des particules moulées est compris entre 17,6 et 20,8 g/l. Les dimensions des cellules sont déterminées par un examen visuel et sont très petites dans tous les cas. TABLEAL Essai 3tf° Additif (200 ppm) fo de matière volatile % d'agglomérés T Cg T Cia 1 Stéarate de sodium 8,7 0 2,0 - 2,3 0,8 2 Stéarate de sodium 7,2 1,6 2,0 -.2,5 ■1,0 3 Benzoate de sodium 9,0 0 1,5 - 1,8 0,6 4 Benzoate de sodium 7,0 0,5 1,3 - 1,5 0,6 5 Benzoate de sodium 9,2 0,5 1,3 - 1,5 0,6 6 Stéarate de potassium 6,5 0,5 1,8 - 2,0 0,8 7 Stéarate de lithium 6,2 0 2,0 - 2,3 0,8 - 1,0 8 Oléate de potassium 6,8 0,5 1,8 - 2,0 0,8 9 Palmitate de sodium 7,0 0,5 1,8 - 2,0 0,8 - 1,0 10 Laurate de sodium 7,! 1.8 0,8 - 1,0 ! ii Lignocérate de sodium 2,0 - 2,3 0,8 s 12 ! i Toluate de ■ootassium 7 7 l 1 ? / 0,5 1,5 - ls8 0,6 - 0,8 i 1 D'une manière similaire à celle des expériences ci-dessus, d'autres sels de métaux alcalins mentionnés ci-dessus donnent des améliorations avantageuses en ce aui concerne la durée de refroidissement et la formation d'agglomérés lorsqu'ils sont utilisés selon la présente invention avec les ré-sines alcsnyl— aromatiques mentionnées ci—dessus et les agents fluides de. formation de mousse. Le stéarate de sodium et le benzoate de sodium sont particulièrement avantageux. BAD ORFGINAL 69 23803 ' 2014825 a 7 ^ K D I G A J I Q S S x ~ -Procadt: ae pi»ip ara tien de particules alcényl-aromatiques résineuses ?_•pans:, oies n^ensnt un c--en^ nous cent faraé d'un fluide volatil esract ~v\z~ prr xe fait rus rr. incorpore uniformément à la matière résineuse ? •£> 2 pertis par rallion, par rapport au poids de la matière rési neuse» sel ae Z'j~s 1 al cal lu a' an -ci de aliphatieue à longue cl»aîne ayarj .'■3 12 h 24 atomes us carbone, ou d'un sel de métal alcalin de formule : *->n JOOK t- I . 10 forr.ule dans laquelle R est un atone d'hydrogène ou un radical aleoyle convenant .jusqu'à 5 atomes de carbone, n est égal à un nombre de O à 2 et II est nr. métal alcalin, ou d'un mélange de ces sels. 2 - Procédé selor. la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise du stéarate de sodium ou du benzoate de sodium comme sel de 15 métal alcalin. 3 - Procédé selon les x*evendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le sel de métal alcalin est utilisé à une concentration de 100 à 400 parties par million, par rapport au poids de la résine. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3» carao-20 térisé par le fait que le sel de métal alcalin est ajouté à une résine alcé- Kjrl-aroaatique plastifiée à chaud et que la composition résineuse est refroidie et divisée de manière à obtenir une multiplicité de granules qui sont dispersés dans l'eau avant d'être imprégnés par un agent moussant forait ar un fluide volatil. 25 5-Particules aleényl-aromatiaues expansibles résineuses contenant un ». -ex.t moussant formé d'un fluide volatil, ces particules étant capables sgr e_.auffa~e de se dilater et de former une multiplicité de cellules fermées remplies de gaz, caractérisées par le fait qu'elles contiennent à l'état uniformément dispersé 25 à 1.000 parties par million5 par rapport au 30 poids des particules de résine, d'un sel de métal alcalin, d'un acide ali-phatique à longue chaîne ayani 12 à 24 atomes de carbone, ou d'un sel de métal alcalide formule : J03.-. forculo aans laouelle R est un radical alcoyle contenant jusqu'à 5 atomes de carbone, n est un nombre entier ae 0 à 2, k est un métal alcalin, ou BAD ORIGINAL 69 23803 D 2014825 des mélanges d-ï c-.s sels. 6 - Particules selon la re7or.cic a ~i on p,. caractérisées -car le fti': que le = est du stéarate de sodiixs ou du bensoate de sodium. 7 - Particules selon les revendications 5 ou 6, caractérisées pat* le fait rue l'au: .t fluide de formation de tousse est du pentane. 6 - Particules sel or. l'une quelconque des revendications 5 à ?9 caractérisées par le fait que la résine aieényl-aramaticue est du polystyrène» S ~ Particules alcénjrl-aroaatiaues résineuses expansibles telles que préparées t>ar le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4- BAD ORIGINAL