Brevet FR2208923A1 — publié le 19740628

La présente invention concerne un matériau, mis en oeuvre notamment dans des joints d'étanchéité. Dans cette application, il y a lieu de citer parmi les matériaux les plus usuels les copolymères butadiène-acrylonitrile et les élastomères polychloroprènes ; on a également proposé l'emploi d'élastomères polyéthylènes chlorés. Les copolymères butadiène-acrylonitrile présentent d'importants développements ; leur résistance chimique est conditionnée par le taux d'acrylonitrile qu'ils renferment ; ainsi, avec des taux élevés d'acrylonitrile, leur résistance chimique est satisfaisante. Néanmoins, ils présentent une grande sensibilité à certains solvants polaires, tels que ceux de la classe des cétones et des esters, et ne sont pas particulièrement résistants aux agents atmosphériques. Les élastomères polychloroprènes présentent par contre un bon comportement aux agents atmosphériques, une appréciable résistance à ltozone, une bonne imperméabilité aux milieux gazeux, mais leur mise en contact avec de nombreuses substances chimiques se traduit souvent par des gonflements assez importants. Enfin on a proposé des polyéthylènes chlorés, dont on a trouvé qu'ils présentaient des propriétés intéressantes, en particulier en présence de mélanges de fluides. Leur résistance à des milieux chimiques complexes est telle qu'on les met en oeuvre dans de nombreuses branches industrielles où lton utilise des joints d'étanchéité - soit qu'ils permettent de faire évoluer le milieu de contact sans changer la nature du joint, - soit qu'ils apportent une solution satisfaisante en présence d'une grande variété de fluides, comme cela est le cas dans l'industrie des aérosols, par exemple. La présente invention a pour but de réaliser un matériau présentant des caractéristiques meilleures que celles des trois types de matériaux cités ci-dessus, et permettant de remplacer avantageusement tous ces matériaux dans leurs principales applications, et notamment dans la fabrication de joints d'étanchéité. La présente invention a pour objet un matériau, notamment pour joint d'étanchéité, contenant un melange d'élastomère polyéthylène chloré et d'élastomère chloroprène. D'autres caractéristiques et avantages du matériau selon l'invention apparaîtront dans la description ci-dessous, qui fera état de ses propriétés physiques et chimiques remarquables. On constate en effet qu'un matériau comportant un mélange d'élastomère polyéthylène chloré et d'élastomère chloroprène présente des propriétés tout à fait inattendues compte tenu des propriétés de ses constituants pris individuellement. Ainsi, on réalise un mélange intime de polyéthylène chloré avec un élastomère chlo roprène. On utilise avantageusement un mélange contenant de l'élastomère polychloroprène dans un pourcentage compris entre 5 Z et 60 %. D'autres compositions peuvent etre envisagées, mais on a constaté que, pratiquement, le mélange était difficile'à réaliser pour un pourcentage de polychloroprène supérieur à 50 Z. Les mélanges intermédiaires dont les propriétés vont être données dans les tableaux I, II, III, à titre d'exemples, présentent les compositions suivantes polyéthylène chloré 87,5 % 75 Z 50 Z polychloroprène 12,5 Z 25 Z 50 Z On ajoute au mélange des agents de réticulation constitués par exemple de péroxydes organiques ou de produits dérivés. De préférence, on ajoute en outre - des charges généralement renforçantes, telles que noirs de carbone, silices spéciales - ou éventuellement diluants - des plastifiants appropriés - des agents de stabilisation du prolyéthylène chloré tels que la magnésie. A titre d'exemple non limitatif, le mélange comprend - polyéthylène chloré et polychloroprène : 100 parties - noir de carbone : 80 à 100 parties - magnésie 0 O à 5 parties - plastifiant approprié : 40 à 70 parties - péroxyde organique : 2 à 5 parties Le polyéthylène chloré a une teneur en chlore sensiblement égale à 45 %. Les propriétés d'un tel mélange vont être comparées à celles d'un mélange ne comportant pas de polychloroprène et à celles d'un mélange ne comportant pas de polyéthylène chloré. Le tableau I récapitule des résultats de mesure de gonflement (pourcentage en volume) des différents mélanges mis en contact avec des fluides tels que l'alcool éthylique, le chlorure de méthylène, le trichloromonofluorométhane, le toluène, l'acétone, le solvant de référence B contenant (en poids) 70 % de toluène et 30 Z d'isooctane. TABLEAU I Polyéthylène chloré % 100 87,5 75 50 0 Mélange # Polychloroprène % 0 12,5 25 50 100 Alcool éthylique - 2 % - 2 Z | - 2 Z - 2 % + 2 % Chlorure de méthylène 122 % 92 % 76 % 72 % 120 % Trichloromonofluorométhane 31 % 27 % 26 % 22 % 35 % Solvant de référence B 30 % 25 % 25 % 18 % 80 % Toluène 100 % 78 % 69 % 65 % 180 % Acétone 6 Z 4 Z 3 % 3 Z 10 Z Le tableau I met en évidence le progrès remarquable apporté par le matériau selon l'invention, en ce qui concerne la résistance à des fluides chimiques variés. Ainsi, dans le solvant de référence B, le gonflement du polyéthylène chloré est de 30 Z, celui du polychloroprène est de 80 Z et celui du mélange (50 Z polyéthylène chloré et 50 Z polychloroprène) n'est que de 18 Z. De même, dans le toluène, le gonflement du même mélange n'est que de 65 Z alors que ceux de ses constituants sont respectivement 100 Z et 180 Z. Le tableau II permet de comparer les valeurs de gonflement du mélange (50 Z, 50 %) précité à celles correspondant à des compositions classiques à base d'élastomères butadiène-acrylonitrile à taux élevé d'acrylonitrile (environ 40 %), souvent utilisés dans la fabrication des joints TABLEAU II Mélange Composition à base polyéthylène chloré 50 % d'élastomère butadiène polychloroprène 50 % acrylonitrile Alcool éthylique - 2 % - 4 % à + 15 % Chlorure de méthylène + 72 Z + 200 % à + 300 Z Solvant de référence B + 18 Z + 15 % à + 30 Z Toluène + 65 % + 60 % à + 80 Z Acétone + 3 % + 70 % à + 120 % Comme le montre le tableau II, les performances du matériau selon l'invention sont nettement supérieures à celles des élastomères butadiène-acrylonitrile. En outre, il est très imperméable aux milieux gazeux et très résistant aux agents atmosphériques. Dans le tableau III, on a récapitulé des résultats relatifs aux caractéristiques du matériau selon l'invention vis-à-vis de celles de ses constituants : déformation rémanente après compression (D.R.C. en pourcent), après 70 heures à 1000 C, dureté shore A, résistance à la rupture en décanewton/cm2, allongment à la rupture (en pourcent), module à 100 Z d'allongement en décanewton/cm2. TABLEAU III polyéthylène chloré Z 100 87,5 75 50 O Mélange polychloroprène Z O 12,5 25 50 100 D. R. C. 70 h/ 1000 C Z 30 27 26 33 45 Dureté Shore A 74 81 83 87 80 Résistance à la rupture daN/cm2 150 125 125 115 100 Allongementà la rupture Z 185 140 105 75 100 Module à 100 Z daN/cm2 42 81 116 - 100 On observe, sur le plan des caractéristiques mécaniques, une augmentation de dureté et de module, et surtout une diminution de déformation rémanente après compression qui est particulièrement intéressante dans les applications aux joints d'étanchéité. En conclusion, le matériau selon l'invention présente des performances supérieures à celles de ses constituants pris séparément. Dans ce mélange d'élastomères, tout se passe comme si la densité de rétification était augmentée. Cependant une augmentation des agents de réticulation ne permet pas d'atteindre les 'mêmes résultats, ce qui prouve que le matériau selon l'invention n'est pas un simple mélange d'élastomères, mais que sa structure est issue d'un réarrangement moléculaire complexe doué de propriétés supplémentaires. Comme cela a été dit plus haut, ces dernières sont très supérieures à celles des catégories d'élastomères d'utilisation courante, tels que les élastomères butadiène-acrylonitrile et les polychloroprènes. Un matériau selon l'invention est donc susceptible de remplacer ces categories d'élastomères dans leurs applications courantes, et notamment dans la fabrication des joints d'étanchéité. Bien entendu les compositions dont les propriétés ont été détaillées ci-dessus n'ont été données qu'à titre d'exemples. On pourra, sans sortir du cadre de llin- vention choisir différents grades d'élastomères polyéthylènes chlorés, ayant une teneur en chlore comprise entre 25 Z et 50 %,et d'élastomères chloroprènes, et mettre en oeuvre des mélanges présentant d'autres pourcentages en polyéthylène chloré, où des propriétés intéressantes ont été également observées. REVENDICATIONS 1/ Matériau notamment pour joint d'étanchéité, caractérisé par le fait qu'il contient un mélange d'élastomère polyéthylène chloré et d'élastomère chloroprène. 2/ Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit mélange comporte de l'élastomère chloroprène dans un pourcentage compris entre 5 Z et 60 Z. 3/ Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le mélange comporte sensiblement la même quantité d'élastomère chloroprène et de polyéthylène chloré. 4/ Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un agent de réticulation. 5/ Matériau selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit agent de réticulation est un péroxyde organique. 6/ Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une des charges renforçantes constituées par du noir de carbone et des silices. 7/ Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il contient en outre des plastifiants. 8/ Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il contient des agents de stabilisation. 9/ Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le polyétbylène chloré a une teneur en chlore comprise entre 25 Z et 50 Z.