Brevet FR2064052A1 — publié le 19710716

La présente invention concerne le traitement de particules de polymères vinyl-aromatiques contenant un agent de gonflement pour éviter la formation de grumeaux dans la première étape de la transformation en mousse. En général, on fabrique des objets façonnés en mousse de polystyrène à cellules fermées à partir de perles ou de granulés de polystyrène contenant un agent de gonflement et ayant un diamètre allant de 0,2 à 2,5 mm en deux étapes 1) Transformation préalable-en mousse des particules contenant l'agent de gonflement par un traitement thermique, par exemple au moyen de vapeur d'eau, à la suite de quoi les particules gonflent jusqu'à avoir 20 à 50 fois leur volume initial et il y a formation à l'intérieur d'un grand nombre de petites cellules fermées. 2) Après stockage intermédiaire des particules prétraitées, poursuite de la transformation en mousse par introduction de ces particules dans des moules appropriés suivie d'un traitement thermique complémentaire pendant lequel les particules gonflent davantage et se soudent les unes aux autres pour former l'objet moulé que l'on retire du moule après refroidissement. On sait que lors de la transformation préalable en mousse des particules, celles-ci tendent à former des grumeaux car elles sont chauffées à une température supérieure au point de ramollissement du polymère de sorte qu'elles s'agglomèrent quand elles se touchent.Cette agglomération rend difficile ou même impossible le transport des particules depuis le dispositif de prétransformation en mousse aux réservoirs de stockage intermédiaire et le remplissage des moules après le stockage intermédiaire. On a proposé de réduire la formation de trumeaux dans la première étape de la transformation en mousse des particules de polymères de styrène contenant un agent de gonflement en traitant la surface des particules avec de l'acide perfluoro-octanoique ou des amides d'acides carboxyliques aliphatiques contenant des groupes hydroxyles. Cependant, l'acide perfluoro-octanolque se décompose partiellement avec séparation de fluor dans les conditions de la transformation en mousse et provoque ainsi une corrosion des machines et des moules. Les amides d'acides carboxyliques aliphatiques con tenant des groupes hydroxyles, par exemple l'amide de l'acide 12-hydroxy-oléique et l'amide de l'acide 12-hydroxy-skéarique, sont utilisés sous la forme de solutions.Le traitement avec une solution nécessite-une étape supplémentaire pour éliminer le solvant et sécher les particules de polymère traitées. Le séchage est accompagné d'une perte d'agent de gonflement, ce qui diminue le degré de gonflement des particules, à moins que l'on n'ait ajouté de plus grandes quantités de l'agent de gonflement. Or la Demanderesse a trouvé que l'on pouvait éviter la formation de grumeaux dans la première étape de la transformation en mousse si l'on traite les particules de polymères vinylaromatiques contentant l'agent de gonflement avec 0,01 à 0,5 % en poids, de préférence 0,02 à 0,1 %, par rapport au polymère contenant l'agent de gonflement, d'un ester pulvérulent obtenu par réaction d'acides gras avec des hydroxy-alcane-sulfonates contenant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence des hydroxyéthane-sulfonates. Comme esters on utilise, de préférence, ceux qui proviennent d'acides gras non saturés ou avantageusement saturés contenant de 8 à 78 atomes de carbone. Des esters d'acides gras définis ou, de préférence, de mélanges de divers acides gras comme ils existent dans des graisses naturelles conviennent. Les sulfonates contiennent comme cations de préférence le sodium, le potassium, l'ammonium, le calcium, le magnésium ou le zinc. On peut obtenir ces esters sous forme finement pulvérulente et ainsi ils présentent l'avantage d'éviter un traitement complémentaire, par exemple un séchage, comme c'est le cas avec les agents de traitement utilisés jusqu a présent.Lors du traitement ultérieur, il ne se forme pas de produits de décomposition nuisibles et la soudure des particules prétransformés en mousse n'est pas gênée lors de la suite de la transformation dans le moule. Les particules traitées ont une excellente fluidité avant et après la première étape de la transformation en mousse et on ne rencontre pas de difficultés de transport ou de remplissage. Les substances à utiliser dans le procédé conforme à l'invention sont connues. On peut les obtenir, par exemple, en faisant réagir des acides gras ou leurs chlorures, par exemple le chlorure de l'acide gras d'huile de coco (mélange de chlorures d'acides gras ayant de 8 à 18 atomes de carbone) avec des hydroxyalcane-sulfonates ayant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence l'acide hydroxyéthane-sulfonique ou des sels, dans beys conditions anhydres, le cas échéant avec neutralisation subséquente. Après avoir transformé les esters en poudre on peut les appliquer d'une manière simple sur les particules de polymère, par exemple par mélange dans des mélangeurs connus ou par un mouvement tournant pendant 30 minutes dans un tambour à rouler. On peut soumettre au traitement conforme à l'invention des particules de polymères sous une forme quelconque, par exemple des perles ou des granulés. Dans les limites indiquées, la quantité d'apprêt dépend, naturellement, de la grosseur des particules car le rapport volume/surface ou masse/surface dépend du diamètre des particules. Pour traiter des particules sphériaues avant un diamètre allant de 0.2 à 2.5 mu on utilise de Dré - prt, terence de o,01- a 0,5 et avantageusement de 0,02 a 0,I;en poids, par rapport au polymère contenant l'agent de gonflement. Pour obtenir environ la même charge sur la surface, la quantité à utiliser-est d'autant plus grande que le diamètre des particules est plus petit. Comme polymères vinyl-aromatiques que l'on peut traiter on mentionnera les homo- et co-polymères solides du styrène, du vinyl-toluène, du vinyl-xylène, de ltéthyl-styrène, de l'isopropyl-styrène, du tertio-butyl-styrène, du 2-phényl propène-(1), du 2-phényl-butène-(1), du chlorostyrène, du dichlorostyrène, du bromo-styrène et du fluorostyrène, ainsi que les copolymères solides d'un ou plusieurs de ces composés avec le divinyl-benzène, le méthacrylate de méthyle ou l'acrylonitrile, de préférence des copolymères contenant au moins 50 ss de styrène à côté des autres composés polymérisables. Comme agents de gonflement les polymères contiennent des composés organiques vaporisables, par exemple des hydrocarbures saturés contenant de 4 à 7 atomes de carbone ou des hydrocarbures halogénés à bas point d'ébullition, par exemple le pentane, l'hexane, lteptane, l'éther de pétrole, le trifluorochloro-méthane, le chlorure de méthyle et des mélanges de ces composés. Les particules de polymères contiennent de 1 à 20 %, de préférence de 3 à 12 % de ces agents de gonflement, par rapport au poids total. Les exemples suivants illustrent la présente invention. EXEMPLE 1 Dans un récipient en verre cylindrique on ajoute 3,5 g (0 os %) dtiséthionate sodique d'acides gras pulvérulent, de formule CH -(CH 3 2 (x = 6 à 16), à 7 kg de perles de polystyrène ayant un diamètre allant de 0,6 à o,8 -mm et on mélange le touten le roulant pendant 30 minutes sur un lit roulant.Dans un dispositif de prétransformation en mousse (de la société Rauscher) on traite le mélange avec de la vapeur d'eau ayant une température d'environ 100 C, les perles gonflent et le poids en vrac atteint 22 g/l environ Après la première étape de la transformation en mousse on fait passer le mélange dans un tamis dont la grosseur des mailles est de 6,5 mm environ. On conserve les grumeaux qui restent sur le tamis, pendant 4 heures, à l'air, et on les pèse. La proportion de grumeaux est de o,65 % en poids. Dans une expérience témoin dans des conditions identiques mais sans application d'un agent d'apprêt sur les perles de polystyrène, on obtient une proportion de grumeaux de 12,8 %. Après un stockage intermédiaire de 14 heures, on transforme les perles de polystyrène traitées et pré trans formées en mousse, dans un moule automatique, en plaques de mousse de polystyrène de dimensions 500 x 500 x 100 mm. Les plaques sont bien soudées et ne présentent pas de défauts. EXEMPLE 2 De la manière décrite dans l'exemple 1, on traite 7 kg de perles de polystyrène ayant un diamètre de 0,4 à 0,6 mm et contenant 6 ss de pentane, avec 4,9 g (0,07 %) d'iséthionate sodique d'acides gras. La proportion de grumeaux est de 0,9 %. Dans une expérience témoin sans traitement conforme à l'invention, la proportion de grumeaux est de 16,2 %, Dans la deuxième étape de la transformation en mousse on peut transformer les perles, traitées selon le procédé de l'invention, en des plaques bien soudées sans défauts. R E V E N D I C AT I O N S 1.- Procédé de traitement de particules de polymères vinyl-aromatiques aptes à être transformées en mousse et contenant un agent de gonflement, traitement destiné à éviter la formation de grumeaux lors de la première étape de la transformation en mousse, procédé caractérisé en ce qu'on applique sur la surface des particules de polymères de 0,01 à 0,5 % en poids (par rapport au polymère contenant l'agent de gonflement) d'esters obtenus par réaction d'acides gras ou de leurs mélanges avec des hydroxy-alcane-sulfonates contenant de 2 à 8 atomes de carbone. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise de 0,02 à 0,1 % en poids d'esters. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on utilise des esters d'acides gras saturés contenant de 8 à 18 atomes de carbone. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on utilise des esters d' hydroxy-éthane-sulfonates. 5.- Des particules de polymères vinyl-aromatiques obtenues selon le procédé de traitement spécifié dans l'une quelconque des revendications 1 à 4.