Brevet FR2307846A1 — publié le 19761112

L'invention concerne un procédé pour travailler des matières thermoplastiques, telles que celles à base de chlorure de polyvinyle. Le chlorure de polyvinyle (PVC), surtout celui qualité dite "rigide", se travaille dans des appareils de conformation tels que des extrudeuses, des presses à injection, des calandres, à des températures pour lesquelles son ramollissement est suffisant pour lui permettre d'acquérir à ces températures les formes que lui impriment les appareils en question, formes qui sont conservées lors du refroidissement. I1 est fréquent toutefois que, pour assurer à la matière une fluidité suffisante, on soit obligé d'attendre des températures telles qu'on provoque une altération du polymère constituant, ce qui s'accompagne de divers inconvénients, tels notamment que dégagement de chlore et d'acide chlorhydrique (avec attaque des outillages et incommodation, voire intoxication du personnel), dégradation des propriétés, mécaniques surtout, des produits conformés. Le besoin s'est toujours fait sentir, toutes choses égales, de travailler ces thermoplastiques aux températures les plus basses possibles. I1 est d'autre part bien connu de préparer des produits conformés, par exemple en chlorure de polyvinyle, en incorporant à ce polymère, avant transformation physique, des composés porophoriques qui se décomposent en cours de travail en libérant des substances volatiles qui restent emprisonnées dans le produit fini à l'intérieur d'alvéoles nés précisément de ce dégagement gazeux. Parmi ces composés porophoriques, on a proposé, entr'autres, des carbonates de métaux alcalins. I1 est par ailleurs bien établi qu'il est difficile de travailler ensemble certaines matières thermoplastiques, naturellement incompatibles, meme quand elles présentent des points de fusion, sinon de ramollissement, assez rapprochés. En particulier, pour le PVC, il est très difficile, pour ne pas dire impossible, de traiter conjointement ce plastique au voisinage de son point de ramollissement, avec par exemple du polyéthylène haute densité. La miscibilité ne se fait pas de manière satisfaisante, l'homogénéité est mal assurée et on obtient des produits semi-finis ou finis n'offrant pas de bonnes propriétés mécaniques. Cela est aussi vrai quand on cherche à obtenir de tels produits à l'état expansé. La présente invention a pour objet un procédé qui permette de travail ler les matières thermoplastiques du genre en question dans des conditions plus douces, c'est-à-dire à des températures plus basses, que jusqu'à présent, d'obtenir des mélanges de polymères réputés incompatibles plus homogènes que jusqu'à présent, d'aboutir dans de telles conditions à des produits conformés, voire expansés, à textures bien plus fines que jusqu'alors, enfin de disposer de tels produits qui possèdent des propriétés bien satisfaisantes, en particulier du point de vue mécanique. Le procédé selon la présente invention consiste à conformer un mélange, d'une part, de matières thermoplastiques comme le PVC, plus spécialement de qualité dite "rigide", éventuellement associé avec d'autres matières thermoplastiques comme les polyoléfines de points de fusion ou de ramollissement peu éloignés et, d'autre part, de quantités moindres de carbonates neutre et acide de sodium, à la température de ramollissement présenté par l'ensemble thermoplastique. On a constaté, en effet, que si on additionne, par exemple, du chlorure de polyvinyle, soit "rigide", se travaillant normalement à 170/180 , soit seul, soit associé avec du polyéthylène haute densité se travaillant normalement, lui, vers 1600, en présence de 5 à 20 10 en poids (par rapport au thermoplastique), on peut abaisser la température de travail jusque vers 100 , obtenant alors des produits finis et semi-finis d'une homogénéité convenable et de bonnes propriétés mécaniques. Ce résultat est tout-à-fait inattendu, car on ne pouvait pas s'attendre à ce qu'une addition en quantité relativement aussi modeste de deux composés porophoriques minéraux, de points de fusion bien supérieurs, aient un effet pareillement bénéfique sur la température de travail des thermoplastiques en donnant des produits conformés semblablement satisfaisants. On va décrire l'invention dans quelques modes de réalisations spécifiques, restant bien entendu que l'invention n'est limitée par ces derniers en aucune façon. Exemple 1 A 100 kgs de PVC "Rigide" en poudre, fabriqué suivant le procédé en émulsion, de point de ramollissement 1700 environ, on ajoute 30kgs de carbonate neutre de sodium et 10 kgs de carbonate acide de sodium. Dans un mélangeur à température ordinaire, pendant 15 minutes, on effectue un mélange intime de ces trois substances. On fait passer ensuite ce mélange dans une extrudeuse présentant une filière annulaire de 75 x 80 mm, accusant une température de 100" à sa tette La durée de passage du mélange dans la boudineuse est de 3 minutes. On recueille, en continu, à la sortie de l'extrudeuse, un tube que l'on refroidit, également en continu, dans un bain d'eau à température ordinaire, la durée de séjour dans l'eau étant de 5 secondes environ. On dispose finalement d'un tube sans fin, de densité 0, 48, de diamètre extérieur 80 mm, d'épaisseur 12 mm, qui présente une bonne homogénéité et possède d'excellentes caractéristiques dynamométriques. Un tel tube donne des applications dans l'industrie des travaux publics. Exemple 2 Dans un mélangeur conventionnel, on agite, jusqu'à obtention d'un mélange très intime, ce qui demande environ 20 minutes - 100 kgs de PVC en poudre, qualité "souple", fabriqué en émulsion, de point de fusion voisin de 170= - 30 kgs de phtalate de dioctyle liquide - 25 kgs de carbonate neutre de sodium en poudre - 10 kgs de carbonate acide de sodium, en poudre. On passe ce mélange obtenu dans une calandre dont les rouleaux ont un diamètre de 150 mm, un intervalle de 2 mm, une vitesse angulaire de 1 tour/ seconde, une température de 90". Après calandrage de 3 minutes environ, on sort une feuille que l'on refroidit par passage dans un bain d'eau, à température ordinaire. Finalement, on recueille une feuille de densité 0, 6, d'épaisseur 7 mm, offrant une bonne régularité de structure, et trouvant diverses applications dans le domaine de la construction. Exemple 3 On travaille pendant une dizaine de minutes, à température ordinaire, dans un mélangeur, un mélange constitué par - 5 kgs de PVC, qualité "rigide", sous forme très divisée et provenant de récupération (point de ramollissement approchant 1700), - 5 kgs de polyéthylène haute densité, également sous forme très divisée et provenant de récupération (point de ramollissement voisin de 165 ), - 0, 250 kg de carbonate neutre de sodium, en poudre. - 0, 250 kg de carbonate acide de sodium, en poudre. On fait passer le mélange obtenu dans une extrudeuse comportant une filière annulaire de diamètre 32 x 23 mm, dont la température est maintenue à 100", la durée du passage est de 3 minutes environ. On refroidit le produit extrudé dans un bain d'eau à température supérieure à la normale, sous une durée de passage d'une dizaine de secondes. On obtient finalement un tube sans fin, de diamètres 35 x 18 mm, de fine texturation, possédant d'excellentes qualités mécaniques. Exemple 4 Dans un mélangeur, on triture intensément, pendant 25 minutes, à température ordinaire, - 50 kgs de PVC en poudre, fabriqué en émulsion, densité 1, 4 (point de ramollissement 1700), - 50 kgs de polyéthylène, haute densité, fabriqué à basses pressions, densité 0, 950 (point de ramollissement 1600 environ), - 0, 300 kg de carbonate neutre de sodium, en poudre, - 1, 400 kg de carbonate acide de sodium, en poudre. Puis, à partir de ce moment, on procède comme il a été indiqué à l'exemple 3. On recueille finalement un tube de mêmes diamètres, mais de densité 0, 2, c'est-à-dire doué d'une assez forte porosité, mais bien étanche (cellules fermées), présentant cependant une structure d'ensemble uniformément, et qui convient bien pour transporter des liquides. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour travailler, et notamment pour conformer par extrusion, moulage, calandrage, des matières thermoplastiques telles que, pus particulièrement, celles à base de chlorure de polyvinyle, à des températures sensiblement au-dessous de leurs points de fusion ou de ramollissement, caractérisé par le fait qu'on opère sur des mélanges de ces matières thermoplastiques et de carbonates neutre et acide de sodium. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le pourcentage en poids des carbonates par rapport aux matières thermoplastiques est compris entre 3 et 40. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le chlorure de polyvinyle est de qualité dite "rigide". 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les matières thermoplastiques sont constituées par un mélange de chlorure de polyvinyle et de polyéthylène. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le polyéthylène est de la qualité "haute densité". 6 - Procédé selon l'une des revendications 1, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que les matières thermoplastiques sont de récupération. 7 - Produit fini ou semi-fini, obtenu par la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6.