Brevet FR2207155A1 — publié le 19740614

a présente invention est relative à un procédé perfectionné pour la fabrication de pâtes à partir de poudres pouvant mousser par battage, à base d'homopolymères ou copo lymères de chlorure de vinyle. I1 est connu que l'on peut transformer en pâtes ou en plastisols certains types d'homopolyméres et copolymères de chlorure de vinyle avec des plastifiants (voir Kainer, "Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Mischpolymerisate", Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New-York, 1965, pages 332 et suivantes; voir Erekeler-Wick, Kunststoff-Randbuch, volume Il, "Polyvinylchlorid", partie I, pages 396 et suivantes). Dans les procédés classiques de préparation des pâtes à partir de polymères, de plastifiants et éventuellement d'additifs tels que des charges, pigments, stabilisants, etc, on utilise entre autres des mélangeurs planétaires à marche lente et des groupes mélangeurs similaires (voir Schildknecht, "Polymer Processes", Interscience Publischers Inc., Rew-York, pages 570 et suivantes). À l'aide de ces mélangeurs, on peut fabriquer des pâtes bien mouillées en 20 à 30 minutes environ. Toutefois, il arrive souvent.ue les pâtes ainsi obtenues ne soient pas entièrement homogènes,de sorte qu'en une opération suivante, on les uniformise (on les triture) sur un laminoir à un ou trois cylindres. Pour cette opération supplémentaire, on a .encore besoin, entre autres, d'un temps double ou triple du temps de délayage proprement dit. C'est pourquoi l'introduction de mélangeurs rapides munis de disques agitateurs spéciaux (et appelés "Dissolver") a représenté un grand progrès dans la préparation des pâtes. Pour une dépense notablement moindre de travail et de temps, ces mélangeurs rapides fournissent, en une selle opération, des pâtes homogènes de poly-(chlorurv de vinyle) pouvant être transformées directement. L'élément mélangeur le plus important des "Dissolvers" est un disque agitateur rapide qui engendre peu de chaleur, mais disperse très bien. On trouve par exemple une description de ces mélangeurs rapides dans le Kunsttof-Handbuch de Xrekeler-Wick, déjà cité, page 209 (figure 14) et dans A. Faulhaber Erfabrangen beim Herstellenvon PVC-Streichpasten mit Hilfe von Dissolvern't, Kunststoffe" 56, n I, 254 à 256 (1966), Toutefois, dans des mélangeurs rapides, on ne peut travailler que les types dits "stir in" dont la grosseur de particules est, de préférence 0,5 à 5,0 p environ. I1 est connu en outre que l'on peut faire mousser des pâtes d'homopolymères ou copolymères de chlorure de vinyle par plusieurs procédés très différents et qu'à partir des mousses obtenues, on peut obtenir par gélification des matières souples et élastiques en mousse. Les produits obtenus sont utilisés comme cuirs artificiels, doublages de tapis, tapis de mousse, etc..., de sorte que leur fabrication est effectuée techniquement sur une grande échelle. Parmi les procédés connus pour le moussage des pâtes, la fabrication de mousse battue a pris une grande importance. Ce procédé est économique et non polluant, car après la gélification il ne reste pas de résidus toxiques dans la mousse. En outre, on obtient des mousses à pores ouverts ayant des propriétés avantageuses, par exemple une bonne mémoire élastique et une bonne insonorisation. Pour arriver à fabriquer la mousse battue par incorporation d'air, il est nécessaire d'ajouter au plastisol un émulsifiant ou un système émulsifiant. Antérieurement, on ajoutait le système éPlulsifiant au plastisol fini, avant le battage (brevets des B.U.A. n 3.966.470 et 2.861.963). Toutefois, récemment, on a entrepris de fabriquer des poudres de poly-(chlorure de vinyle) pouvant mousser par battage, c' est-à-dire des poudres qui contiennent déjà le système émulsifiant nécessaire à l'introduction d'air (voir demande de brevet néerlandais 68 13412, demande de brevet allemand P 21 26 950.1), de sorte que la pâte peut être directement transformée en mousse apyres sa fabrication. L'avantage en est, notamment, qu'il faut moins d' émulsifiant. Toutefois, étant donné leur propriété d'absorber facilement de l'air, ces types de poly-(chlorure de vinyle) ont tendance à former prématurément de la mousse lors de la préparation de la pâte, ce qui n'est pas désirable à ce stade de la transformation. Ainsi, Si l'on mélange trop rapidement, cette formation prématurée de mousse cause, dès le début de la préparation de la pâte, la formation de grumeaux dans la masse, ce qui rend difficile et dans certains cas impossible une nouvelle addition de constituants. Pour cette raison, les types pouvant mousser par battage ne pouvaient antérieurement être transfor més en pâtes initiales non mousseuses que dans des mélangeurs lents.En pratique, la préparation d'une pâte qui est tout d'abord non mousseuse est apparue nécessaire ou du moins avantageuse, car d'une part la pâte doit mûrir par stockage (jusqu'à 1 jour) et d'autre part, les mélangeurs commerciaux à mousse battue du type "Eur-0-Natio" ou Oakes doivent autre alimentés en pâte non mousseuse. On a maintenant trouvé un procédé de préparation de pâtes à partir de poudres pouvait Mousser par battage, à base d'hoiopolymères et copolymères de chlorure de vinyle dans des mélangeurs rapides, qui consiste à ajouter au plastifiant, à raison de l & 6 % du poids du polymère à mélanger, du chlorure de méthylène ou des alcools aliphatiques contenant de un à 3 atomes de carbone. En quantités supérieures à 10 % du poids de polymère, les adjuvants utilisés ne perdent pas leur activité lors de la préparation des pattes, mais une telle quantité est superflue et peut conduire à des perturbations dans la préparation ult6- rieure de la mousse. I1 n'est guère possible d'appliquer théoriquement 1'action favorable des adjuvants mentionnés, étant donné que des substances trbs voisines chimiquement comme le chloroforme, le tétrachlorure de carbone ou le chlorure de butyle ne présentent aucun effet notable. Les solvants organiques utilisés selon l'invention comme adjuvants de délayage n'agissent pas comme les solvants introduits en grandes quantités dans les organosols et qui ont pour rôle d'améliorer l'aptitude à l'étalement des pâtes en diminuant leur viscosité. Alors que dans les organosols on élimine seulement les solvants par le chauffage lors de la gélification, selon llin- vention on élimine déjà l'agent antimoussant ajouté à la fin de la préparation de la pâte, par le ndésaérage" connu de la se Toutefois, lorsqu'on utilise des mélangeurs ouverts,le gros ao l'adjuvant de délayage ajouté selon l'invention se volatilise déjà pendant le processus de mélange. En pratique, cette volatilité conduit à utiliser, de préférence, le chlorure de méthylène qui ne comporte pas de risque d'incendie. Dans le présent procédé, on peut utiliser des produits obtenus de façon usuelle par polymérisation en émulsion du chlorure de vinyle seul ou par copolymérisation avec 3 à 12 % en poids de comonomères. Pour la nature des polymères et plastifiants introduits et des autres corps éventuellement ajoutés, les indications contenues dans les ouvrages de Erekeler-Wick et de Rainer, déjà cités, sont valables par ailleurs. Comme émulsifiants ou systèmes émulsifiants que contiennent déjà les poudres et qui leur communiquent la pro- priété de mousser directement après le délayage, on peut envisager par exemple les émulsifiants mentionnés dans la demande de brevet néerlandais 68 13412 déjà citée et dans la demande de brevet allemand P 21 26 950.1 déjà citée, par exemple des mélanges comprenant le sel de calcium de l'acide dodécylbenzènesulfonique et un produit d'oxéthylation d'alcool gras, d'alcoylphénol ou d'acide gras. Le procédé selon l'invention, ainsi que le progrès technique surprenant qu'il permet d'obtenir relativement à la technique antérieure, seront expliqués à propos des exemples et des exemples comparatifs ci-après Exemple 1 (comparatif) a) Préparation de la poudre de ratière synthétique pouvant mousser par battage. ExemPle la Dans environ 18 kg d'un mélange de propanol et d'eau, on prépare une solution de 52 kg de dodécylbenzène-sulfonate de calcium (a) et 30 kg d'un produit de condensation d'acide gras de coco avec 12 moles d'oxyde d'éthylène (b). On met environ 22 kg de cette solution (contenant environ 18 kg de mélange d'émulsifiant) dans un récipient agitateur de 3 m3 dans lequel on a placé 2175 kg d'une dispersion de poly-(chlorure de vinyle) à 46 % de solides (indice E : 70). On pulvérise ensuite cette dispersion au moyen de buses doubles dans une tour de pulvérisation de *-onstruction usuelle. Exemple lb b) Préparation de la pâte Dans un mélangeur rapide de la firme Spangenberg, on prépare une pâte de la composition suivante 120 parties de poudre de poly-(chlorure de vinyle) (en abrégé PVC) pouvant mousser par battage 45 parties de phtalate de-benzyle et butyle 35 parties de phtalate de dioctyle Àu mélange de plastifiants, on ajoute tout d'abord seulement, de façon usuelle, un tiers du PVC. Au moyen de l'agitateur rapide, on incorpore de l'air au mélange dès ce stade, de sorte que l'on obtient une bouillie consistante. On arrête ensuite l'agitateur pendant environ une heure ; au bout de ce temps, la majeure partie de l'air incorporé stest échappé et le mélange forme une pâte bien fluide.On peut maintenant incorporer le deuxième tisrs du PVC ; ici encore, le mélange devient à nouveau rapidement consistant, ce qui ne disparaît que par un nouveau repos sans agitation. À la pâte qui est alors à nouveau bien fluide, on peut incorporer par agitation le reste du PVC. Au bout d'une heure de stockage intermédiaire, on travaille la pâte obtenue sur un mélangeur Oakes à grande vitesse, en yincorporant de l'air pour obtenir une mousse battue d' un poids spécifique de 0,45 g/cm3. On opère de façon usuelle la gélification qui donne la matière en mousse. Exemple 2.(selon l'invention) Dans le même mélangeur rapide qui a servi à l'exemple 1, on prépare une pâte de la meAme composition. Mais dans le cas présent, on incorpore tout d'abord au mélange de plastifiants, avec agitation, 5 parties de chlorure de méthylène et ensuite, on ajoute en 3 portions le PVC pouvant mousser par battage. Contrairement à l'exemple 1, le mélange ae devient pas consistant, de sorte que l'on peut effectuer l'incorporation de tout le PVC en 5 minutes. On obtient une pâte bien fluide et après 10 minutes de repos, on la travaille par incorporation d'air, sur un mélange Cakes comme celui de l'exemple 1, pour obtenir un poids spécifique de 0,45 g/cm3. Cette mousse contient moins de 1 % de chlorure de méthylbne ; on la gélifie pour obtenir une matière en mousse d'un poids spécifique de 0,45 g/cm3 qui ne contient plus de traces décelables de chlorure de methylène. Exemple 3 a) Préparation de la poudre de matière synthétique pouvant mousser par battage. À 10 000 kg de la dispersion de copolymère, on ajoute 185 kg d'une solution d'agents moussants comprenant 96,2 kg de n-dodécylbenzène-sulfonate de calcium et 55,5 kg d'un produit de condensation d'acide gras de coco avec 12 moles d'oxyde d'éthylène dans 33,3 kg d'un mélange de propanol et d'eau (9 : 1) et on mélange intimement. Ensuite, on sèche par pulvérisation la dispersion ainsi traitée dans une tour de pulvérisation de construction usuelle. La poudre de copolymère a ainsisobtenue a un indice E de Fikentscher de 66 à 67. b) Préparation de la påte Dans un mélangeur rapide muni d'un agitateur à hélice qui peut seulement fonctionner à la vitesse de rotation constante de 1580 tours/mn, on prépare une pâte de PVC selon la recette suivante 100 parties de poudre de copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle pouvant mousser par battage, 100 parties d'un carbonate de calcium cristallin du type calcite de la firme Omya, 100 parties de plastifiant du typez esters alcane-sulfonique de phénol et de crésol fabriqués par Farbenfabriken Bayer AG. Avant le début de la préparation de la pâte, on ajoute au plastifiant, comme adjuvant de délayage, 5 parties de chlorure de méthylène. Ensuite, en peu de temps, on incorpore d'abord par portions au plastifiant, avec agitation constante, la poudre de copolymère VO/VA, puis la charge également par portions. Au bout de 10 minutes au maximum, l'addition des poudres est terminée et on obtient une pâte lisse bien fluide. Au bout d'un certain temps de repos, on peut faire mousser la pâte ainsi préparée par incorporation d'air, de façon usuelle, dans un mélangeur "Eur-O-Matic", pour obtenir une mousse dun poids spécifique de 0,55 g/cm3 qui, une fois étalée sur un papier support et gélifiée à 145 c dans un four tunnel, donne une matière en mousse d'un poids spécifique de 0,55 g/cm3. Si au contraire, avant le début de la préparation de la pâte, on n'ajoute pas de chlorure de méthylène au plastifiant comme adjuvant de délayage, on obtient déjà, après avoir incor porte environ un ters de la poudre de copolymère, une masse grumeleuse épaisse qui se colle à l'agitateur et rend impossible une nouvelle incorporation de poudre. I1 apparat que selon l'invention, on peut augmenter notablement le débit et donc le taux d'utilisation des appareils. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pâtes à partir de poudres pouvant mousser par battage à base d'homopolymères ou copolymères de chlorure de vinyle dans des mélangeurs rapides, caractérisé par le fait que l'on ajoute au plastifiant, à raison de 1 à 6% du poids du polymère à mélanger, du chlorure de méthylène ou des alcools aliphatiques contenant de un à 3 atomes de carbone. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on ajoute au plastifiant de 3 à 5 % en poids de chlorure de méthylène ou d'alcools aliphatiques contenant de un à 3 atomes de carbone. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on utilise le chlorure de méthylène comme solvant organique 4. Application des pâtes obtenues par le procédé selon l'une des revendications 1 à 3 à la fabrication de mousssses par le procédé de battage0