Brevet FR2016813A1 — publié le 19700515

Pour granuler des substances solides à l'état sec on a déj; proposé toute une série de procédés. En général on effectue la granulation dans un tambour ou au moyen d'une assiette tournante à teipérature élevée et en présence d'eau. On pourra consulter à ce sujet le brevet français i 198 793 et le brevet allemand 837 104. Dans d'autres cas il est utile d'effectuer la granulation en faisant appel à un adjuvant de granulation. Par exemple l'objet de brevet français I 514 615 est un procédé de granulation de produite destinés à servir d'ad azurants de transformation ou d'additifs pour des matières plastiques et notamment pour les chlorures de polyvinyle, procédé ca ractérisé par le fait que l'on granule des stabilisateurs en poudre soit inorganiques soit constitués par des savons métalli- ques appropriés, et le cas échéant en outre des charges, des colorants, des agents antistatiques, des agents antiflammes, en ayant recours à des produits organiques appropriés, qui renferment un radical hydrocarboné et dont le point de fusion est supérieur à 40 C, en portant le mélange sous vive agitation à une teipérature supérieure au point de fusion de l'adjuvant de gra relation et en le ramenant ensuite à la température aibiante par refroidisseient sous agitation moins vive. Les agents de granulation qui conviennent sont en particulier des produits habituellement mis en oeuvre comme agents de démoulage pour la transformation des matières plastiques en cause. Ils renferment le plus souvent un radical hydrocarboné à longue chaîne, de préférence huile de blanc de baleine, esters d'acides gras et d'alcools gras ou d'alcools de synthèse ayant au moins 6 atomes de carbone, esters d'acides gras et de polyalcools, esters partiels tels que monostéarate de glycérol, alcools gras, alcools de synthèse correspondants, acides gras, acides de synthèse correspondants, acides gras oxydés ou halogé- nés. Conviennent d'autre part comme adjuvants de granulation paraffines, paraffines de synthèse, cires minérales, cires miné- rales améliorées, huiles durcies telles que par exemple huile de ricin durcie, cires-esters, amides d'acides gras, alkylamides d'acides gras, alkylaminesters d'acides gras tels que distéarate de triéthanolamine, amines grasses, cétones grasses telles que stéarone, anhydrides d'acides carboxyliques supérieurs, alkylphénols et, non les soins intéressants, éthers à longue chaîne tels que par exemple distéaryléther ou éthers de polyglcols et d'alcools gras ou d'alkylphénols. La proportion mise en oeuvre est de 2 à 40 %, de préférence de 7 à 15 %, rapportée au poids , des substances à granuler. les adjuvants de granulation qui sont très durs à la tempé- rature ambiante et qui confèrent au granulat un toucher sec peu- vent être ramollis par des plastifiants ou émollients convenables. Conne adjuvants de granulation durs on peut citer par exemple les paraffines de synthèse, les cires minérales améliorées ayant dea points de fusion de l'ordre de 100 C, ou bien l'éthylène-bis-stéaramide ayant un point de fusion de l'ordre de 135 C. his des cires à bas point de fusion conne par exemple la cire de Carnau- ba peuvent aussi autre dures et sèches à la teipérature ambiante. Conne plastifiants pouvant convenir au ramollissement desdits adjuvants on peut citer les suivants huiles minérales, paraffi- nes, chlorées, huiles époxydes telles que l'huile de soja époxydée, mais aussi des plastifiants du type phtalates comme le phtalate de dioctyle ou du type phosphates conne' le phosphate de tri crésyle. A l'état fondu les adjuvants de granulation agissent comme liants pour granuler et comme agents de séparation empêchement à la teapérature ambiante les granulés de s'attacher entre eux. La granulation assure surtout un neilleur pouvoir de disper- sion dans les substances les plus diverses, nais aussi la suppression des poussières. Elle permet de doser les substances facilenent et en continu. les charges électrostatiques provenant des broyages sont supprimées, l'empâtage ou la détrempe au moyen de liants (mouillage) sont rendus inutiles. Au stockage les granulés sont rendus dans une large ne sure inaltérables par la lumière et l'humidité. Les principes de granulation que l'on vient de rappeler ont maintenant des possibilités d'emploi relativement générales, les conditions de granulation pouvant entre adaptées dans certains cas au but particulier poursuivi. C'est ainsi que suivant le brevet 1 514 615 on peut granuler de cette façon simple des masses pulvérulentss de mélamine de pressage. Ceci représente pour le producteur et le transformateur de ces masses de mélamine un progrès technique très important car les lubrifiants ou agents de démoulage-le plus souvent des savons métalliques - que l2on est obligé d'incorporer à ces masses de mélamine rendent pratiquement impossible la granulation par les procédés de l'art antérieur. Nais il ne s'agit pas seulement de masses de mélamine qui peuvent être ainsi granulées, mais de polymères halogénés. le brevet français 1 514 615 décrit ce procédé. Les polymères halogénés à granuler peuvent etre obtenus par l'un quelconque des procédés usuels, par exemple par polymérisation en masse, en suspension ou en émulsion. On peut aussi granuler de la meme façon des copolymères d'halogénures de vinyle, notamment de chlorure et d'acétate de vinyle, des polymères greffés ou des polymères de chlorure de vinylidène. Un des avantages de ce procédé tient à ce qu'on peut déjà incorporer lors de la granulation bien d'autres additifs tels que stabilisateurs, colorants, agents antistatiques, agents antiflamme, ou et non des moins importants, des charges. On exclut aussi toutes erreurs susceptibles de se produire par incorporation plus tardive de ces additifs dans les résines halogénées en poudres de l'art antérieur, et résultant par exemple du fait de densités variées, et on supprime aussi systématiquement butes irrégularités de qualité du produit fini provenant desdites erreurs. Ce procédé permet par conséquent de produire de façon simple sous forme granulée des produits composites finis parfaitement adaptés à tel ou tel emploi. Un autre exemple d'application de ce procédé est constitué par la granulation d'engrais, non seulement d'urée et de cyanamide, mais aussi de nitrates d'ammoniaque, de chaux et de poudre de scories Thomas ou d'engrais composés, leur conférant une action prolongée, le tout suivant le brevet 1 514 615. rar un choix convenable des adjuvants on peut notamment preparer des engrais particuliers. Comme les engrais granulés sont rev8tus des adjuvants de granulation, c'est-a-dlre couverts superficiellement par ceux-ci, la dissolution des engrain proprement dits dans l'humidité du sol dépend dans une large mesure du rapport entre les propriétés hydrophobes et les propriétés "hydrophiles des adjuvants de granulation. On peut enfin granuler par le procédé décrit ci-dessus les masses de Dression les plus diverses. Ceci est décrit par la deadditionnelle du 18 déc.I968 au nom de la démanderesse mande de brevet#P.V. 178 942.# Il est surtout intéressant d'appli- quer ce procédé à la granulation des composants fins du produit de broyage de masses pressées. On délaye alors une plus forte proportion de la résine finie en poudre dans une plus petite partie du précondensat en solution alcoolique. On granule en agitant le mélange durant quelques minutes dans un malaxeur tournant à grande vitesse à une température peu inférieure au point d'ébullition de l'alcool utilisé. L'.alcool est éliminé par séchage. Les granulés obtenus ont un diamètre de 1 à 4 n. On rappellera enfin la granulation des pigments, colorants et charges.Ce procédé consiste dans ce cas particulier à ajouter et à mélanger des substances organiques polaires à l'état solide au produit à granuler disposé dans un mélangeur de fluides que l'on peut chauffer et refroidir et dont le rotor tourne à grande vitesse. En l'espace de 10 à 45 minutes on ajoute alors progressivement des composants fluides sons forte agitation et à une température comprise entre 30 et 1200C. Quelques minutes après la fin de l'addition des composants fluides, le processus de mé- lange et de granulation est terminé. Il est cependant souvent nécessaire de travailler dans des conditions où les procédés de granulation décrits ci-dessus sont exclus. C'est ainsi par exemple qu'il n'est pas possible de granuler une poudre pour extincteur à température très élevée, car dans ces conditions une telle poudre commencerait à se décompo- ser; il faut donc effectuer la granulation à une température aussi voisine que possible de l'ambiante. Dans bien des cas on cherche à ce que le produit granulé ait une certaine dureté, par exemple dans le cas d'un produit pour tréfilage; il se peut aussi que l'on veuille que la granulation puisse être réalisée sans emploi d'adjuvant gras d'aucune sorte. Or on a découvert que l'on obtenait un granulat quand on agitait dans un malaxeur,en présence du produit à granuler et en chauffant s'il y a lieu, deux ou plusieurs substances capables de former une autre substance durcissante, celle-ci jouant alors le rôle d'adjuvant de granulation. Dans le cas où il a fallu chauffer, on abandonne ensuite le granulat au refroidissement. Mais il n'est pas seulement possible dans ces conditions que les deux substances représentent des couples de réactants mutuels, ne servant que d'adjuvants de granulation, il peut arriver aussi que l'une des deux substances ou même les deux puissent constituer le produit à granuler lui-même. En règle générale, dans ce procédé l'une des deux substances se présente à l'état liquide, dissous, dispersé ou fondu. De tels couples de réactants mutuels susceptibles de condui- re à une tierce substance, durcissante, peuvent autre constitués par exemple par un sel et de l'eau, ou encore par une base et un acide. Parmi les couples les plus représentatifs on peut citer par exemple les suivants : phosphate acide de butyle et oxyde de magnésium, gypse et eau, acide borique et solution d'un silicate alcalin, hydroxyde de calcium, préparé à partir de chaux et d'eau et acide stéarique ou phosphate d'ammonium. Le produit à granuler peut être une substance solide quelcon- que. Les granulats ainsi préparés sont utilisés forme poudres ex tinctives ou comme engrais, et en particulier comme produits de tréfilage. exemple 1 : On part d'un mélange de 100 g de phosphate d'am- monium, 20 g de phosphate acide de butyle et 5 g d'oxyde de magnésium, on porte le mélange sous vive agitation à 7000 jusqu'à formation d'un granulat. On abandonne ce granulat au refroidisse ment sur la gouttière à secousses. Exemple 2 : On mélange 100 g d'urée et 30 g de gypse. En agitant on ajoute ensuite 20 g d'eau jusqu'à formation d'un granulat. Le granulat obtenu que l'on ne peut passer an séchoir en raison de la facilité de décomposition de l'urée se sèche de lui- même en l'espace de 12 heures. Exemple 3 : On mélange à froid et en agitant, 100 s de phosphate d'ammonium, 10 g d'acide borique et 20 g de silicate de soude en solution. Un granulat se forme facilement en peu de temps Exemple 4 : On mélange à froid et en agitant, 100 g de phos phate d'nmmonium, 10 g d'oxyde de calcium et 20 g dQeau, jusqu'à formation d'un granulat. Exemple 5 : On mélange à froid et-en agitant 100 g d'oxyde de calcium et 10 g d'eau. Il en résulte un échauffement. On porte ensuite 100 g d'acide stéarique à 7O0C et on les ajoute en agitant au mélange d'oxyde et d'hydroxyde de calcium. Un granulat se forme qui peut autre utilisé au tréfilage. Exemple 6 : On mélange en agitant 100 g de phosphate d'am monium, 10 g d'oxyde de calcium et 5 g d'acide stéarique à 700C au moyen d'un agitateur de laboratoire réglé sur rotation rapide. Un granulat fin se forme qui ne s'altère pas à l'air et peut autre aussi transvasé. R E V E N D I C A T I O N S 10) Procédé de préparation de granulat caractérisé par le fait que l'on agite dans un mélangeur en présence du produit à granuler, le cas échéant en chauffant, deux ou plusieurs substances susceptibles de former une autre substance, durcissante et jouant le r8le d'adjuvant de granulation. 20) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le produit à granuler s'identifie avec un adjuvant de granulation. 30) Procédé conforme aux revendications 1 et éventuellement 2, caractérisé par le fait que l'une des substances servant d'adjuvant de granulation se présente à l'état liquide, dissous, dispersé, ou fondu. 40) Procédé conforme aux revendicavions 1.à 3, caractéri- sé par le fait que la granulation est effectuée sous d'un couple de réactants de l'ensemble suivant : phosphate de butyle et oxyde de magnésium, gypse et eau, acide borique et solution aqueuse d'un silicate alcalin, hydroxyde de calcium, préparé à partir de chaux et d'eau, et phosphate d'ammonium, hydroxyde de calcium, préparé à partir de chaux et d'eau et acide stéarique. 50) Poudre extinctive ou engrais sous forme granulée, constitué par une masse homogène obtenue à partir de phosphate d'ammonium et de phosphate de butyl-magnésium. 60) Engrais sous farme granulée, constitué par une masse homogène obtenue à partir d'urée et de gypse faisant prise. 70) Poudre extinctive ou engrais sous forme granulée, constitué par une masse homogène obtenue à partir de phosphate d'ammonium et du produit de la réaction mutuelle d'acide borique et (l'une solution de silicate de soude. 80) Poudre extinctive ou engrais sous forme granulée, constitué par une masse homogène obtenue à partir de phosphate d'ammonium et d'hydroxyde de calcium. 9 ) Produit de tréfilage sous forme granulée, constitué par une masse homogène d'hydroxyde de calcium, de stéarate de calcium et d'oxyde de calcium. 100) Poudre extinctive ou engrais sous forme granulée, constitué par une masse homogène obtenue à partir de phosphate d'ammonium, de stéarate de calcium et d'oxyde de calcium.