Brevet FR2375283A1 — publié le 19780721

La présente invention, à laquelle ont collaboré Messieurs Frédéric Albert BOUTEVILLE, Pierre BUREL et René REGUERRE, concerne de nouvelles compositions à base de caoutchoucs, leur procédé de préparation, et les applications desdites compositions. Par compositions à base de caoutchoucs, on entendra, dans la suite de la présente description, des compositions contenant du caoutchouc butyle dépolymérisé et un autre caoutchouc. Le caoutchouc butyle est un copolymère de l'isobutylène et d'une dioléfine, telle que l'isoprène ou le butadiène. Le caoutchouc butyle peut être- dépolymérisé notamment par les silicates d'aluminium comme par exemple le kaolin, à des températures voisines de 1300C. Cette dépolymérisation, qui fait baisser la masse moléculaire en poids du caoutchouc butyle de quelques centaines de milliers à quelques milliers, conduit à la formation de produits ayant un pouvoir collant important Ces produits pourraient être employés, notamment, comme mastics, mais leur manque de rigidité limite leur usage. La Demanderesse a trouvé le moyen d'éliminer cet inconvénient. Le but de la présente invention est donc l'obtention de compositions à base de caoutchoucs ayant un bon pouvoir collant et une rigidité suffisante. La présente invention a pour premier objet des compositions caractérisées en ce-qu'elles contiennent un mélange de caoutchouc butyle dépolymérisé et d'au-moins un autre caoutchouc. Le procédé de préparation desdites compositions constitue un deuxième objet de l'invention. Les applications des compositions conformes à l'invention constituent d'autre objets de l'invention. Les compositions conformes à la présente invention contiennent, outre du caoutchouc butyle dépolymérisé, au moins un autre caoutchouc,qui peut être choisi dans le groupe constitué par les terpolymzres d'éthylène, de propylène et de diène conjugué, appelésci-apres E.P.D.M., le polychloroprène, le caoutchouc naturel, le polyisoprène, le polybutadiène, les copolymères de butadiène et de styrène, le caoutchouc nitrile et le caoutchouc de polyuréthane. Les proportions relatives de caoutchouc butyle dépolymé risé et de l'autre caoutchouc, dépendent de l'utilisation envisagée, le pouvoir collant augmentant avec la teneur en caoutchouc butyle dépolymérisé. Les compositions conformes à l'invention peuvent contenir, pour 100 parties en poids du mélange de caoutchouc butyle dépolymérisé et d'un autre caoutchouc, de 10 à 90 parties en poids de caoutchouc butyle dépolymérisé et de 90 a10 parties en poids de l'autre caoutchouc. Le choix de l'autre caoutchouc employé avec le caoutchouc butyle dépolymérisé dépend de la nature de l'utilisation envisagée, en fonction des propriétés, outre la rigidité, que l'autre caoutchouc peut apporter à la composition. Ainsi, par exemple, l'E.P.D.M. apporte une résistance à l'ozone et le polychloropràne un pouvoir collant encore amélioré. Les compositions conformes à l'invention sont obtenues en mélangeant du caoutchouc butyle et au moins un autre caoutchouc en présence d'un agent de dépolymérisation. Cet agent de dépolymérisation peut être inerte vis-à-vis de l'autre caoutchouc. C'est le cas notamment des silicates d'aluminium, comme le kaolin hydraté ou anhydre. Dans le cas du kaolin, la préparation des compositions peut être effectuée à une température comprise entre 130 et 2500C. Outre un rôle de dépolymérisation vis-à-vis du caoutchouc butyle, l'agent peut avoir également un rôle de réticulation vis-à-vis de l'autre caoutchouc. C'est le cas notamment des peroxydes, comme les peroxydes de benzoyle ou de dicumyle, vis-à-vis de l'E.P.D.M. Dans le cas des peroxydes, la préparation des compositions peut être effectuée en deux temps. Le premier temps est effectué à une température inférieure à la température de décomposition des peroxydes, en général 1400C. Ainsi, la dépolymérisation du caoutchouc butyle n'est pas réalisée et la composition obtenue n'a pas encore de pouvoir collant, ce qui facilite sa mise en place. Après cette mise en place, la composition est chauffée au-dessus de la température de décomposition des peroxydes, est ainsi ramollie et adhère fortement à l'endroit désiré. Les moyens de chauffage utilisés peuvent être variés microondes, infra-rouge, vapeur d'eau, air chaud. Les compositions selon l'invention peuvent contenir également, outre les agents de dépolymérisation du caoutchouc butyle, des ingrédients utilisés couramment dans l'industrie du caoutchouc, comme par exemple des charges ,telles que la silice, ou des activateurs de vulcanisation,comme les oxydes de zinc et de magnésium ainsi que des plastifiants,comme les huiles. Les compositions conformes à la présente invention peuvientavoir de nombreuses- applications uivant la nature du caoutchouc et de l'agent de dépolymérisation utilisés. On peut notamment les employer comme mastics applicables à différentes températures, directement à l'aide d'un pistolet > ,par exemple, sous forme de rubans ou profilés ou sous forme de bandes complexes, le mastic étant appliqué sur un support. Les exemples qui suivent illustrent l'invention de façon non limitative. EXEMPLE 1 Cet exemple concerne la préparation de compositions conformes à l'invention et leur application à la confection de bandes complexes protectrices. On prépare quatre compositions A, B, C et D de la façon suivante - dans un mélangeur interne du type Banbury, on place du caoutchouc butyle nO l, de l'E.P.D.M. -nO 1 et du kaolin calciné. Les caractéristiques de ces différents composés sont les suivantes - le caoutchouc butyle nO 1, commercialisé par la Compagnie Française de Raffinage sous le nom de TOTAL BUTYL N05 est un copolymère d'isobutylène et d'isoprène comprenant de 0,6 à 1 % en poids d'isoprène, de masse moléculaire moyenne en poids Mw = 350 000. -.l'E.P.D.M. nO 1, commercialisé par la Compagnie Fran çaise de Raffinage sous le nom de EP TOTAL 435 est un terpolymère d'thylne, de propylène et d'éthylidène norbornène. - le kaolin est un kaolin de qualité B, selon la norme française NET 45 008. Le tableau I suivant donne les proportions, en parties en poids, des différents constituants utilisés pour la préparation des compositions A, B, C et D TABLEAU I COMPOSITION BUTYLE N l E.P.D.M. N 1 KAOLIN A 25 75 120 B 50 50 120 C 75 25 120 D 85 15 120 On malaxe les différents constituants en laissant la température s'élever Jusqu'à 1300C. Quand la température a atteint cette valeur, on poursuit le malaxage pendant 3 minutes. Les compositions obtenues sont appliquées par calandrage sur un film de polyéthylène. Les complexes ainsi obtenus restent souples, poisseux et thermiquement isolants dans un large intervalle de température (-400C à + 1000C). Ces complexes peuvent notamment servir à la protection des pipe-lines. EXEMPLE 2 Cet exemple concerne la préparation de compositions conformes à l'invention et leur application à la confection de mastics pouvant être utilisés à la température ordinaire. On prépare un mélange maltre de la façon suivante dans un mélangeur interne du type Banbury, on place 50 parties en poids de l'E.P.D.M. n 1 de l'Exemple 1 , 50 parties en poids du butyle n 1 de l'Exemple 1, et 120 parties en poids d'un kaolin non calciné. On malaxe les différents constituants en laissant la température s'élever jusqu'à environ 1300C. Quand la température atteint cette valeur, on poursuit le malaxage pendant environ 3 minutes. On prépare ensuite, à partir du mélange martre, auquel on ajoute différents ingrédients dans un mélangeur ouvert, six compositions E, F, G, H, I et J. Le tableau II suivant donne les proportions , en parties en poids, des différents cons tituants utilisés pour la préparation des compositions E, F, G, H, I et J, ainsi que les propriétés des compositions obtenues. TABLEAU II Composition E F G H I J (n a > Butyle n0 1 50 50 50 50 50 50 r' n E.P.D.M. nO 1 50 50 50 50 50 50 cd Kaolin 120 120 120 120 120 120 rjm iHuile 200 150 200 100 0 200 0 f d ffi Neutral r' Gatsch a, O Gatsch O O 0 200 O 200 ~~ ~ Talc 300 O 0 O 500 500 u Craie 0 500 500 500 0 0 Densité 1,40 1,45 1,66 1,46 ,46 1,56 Plasticité Williams (1) à 230C,en mm 3,95 2,89 8,07 7,89 3,45 9,09 Reprise élastique (2) à 23 C,en mm O^22 0,06 15 l,Ol 14 80 0,22 0,06 1,01 14 80 -Tenue sur cylindre (3) bon collan bon bon bon bon bon Essai au pistolet (4) m/mn 0,20 1,24 0,00 0,24 0,54 0,60 (1) La plasticité Williams est la mesure de l'écrasement à 230C, par un poids de 1 kg, pendant 3 minutes, d'une éprouvette constituée par une boule de 2 cm3 de la composition considé rée. La valeur donnée indique la hauteur de l'éprouvette après l'écrasement. Ainsi, la composition H est très résistante et peut être extrudée. (2) La reprise élastique est la mesure de la hauteur reprise par l'échantillon, I minute après la suppressionde l'écrasement. (3) La tenue sur cylindre indique l'aptitude de la composition à être décollée des cylindres. (4) L'essai au pistolet~indique l'aptitude de la composition à être appliquée au pistolet. La composition est introduite dans un pistolet, une pression de 8 kg/cm2 est appliquée et force la 2 composition à passer à travers une buse de 1 cm de section. La mesure indique le débit en mètre par minute. On remarque que la composition F peut être facilement appliquée au pistolet. EXEMPLE 3 Cet exemple concerne la préparation de compositions conformes à l'invention et leur application à la confection de mastics réticulables. On prépare trois compositions K, L et M, de la façon suivante : dans un mélangeur interne du type Banbury, on place du caoutchouc butyle, un autre caoutchouc et un agent de réticulation et de dépolymérisation constitué par un peroxyde. Après malaxage à une température maximum d'environ 13O0C, on malaxe les mélanges obtenus dans un mélangeur ouvert où on ajoute différents ingrédients. Les compositions obtenues peuvent être extrudées sous forme de profilés. Le tableau III suivant donne les proportions, en parties en poids, ainsi que la nature des différents constituants utilisés pour la préparation des compositions K, L et M. TABLEAU III FAMILLE DU NATURE EXACTE K L M CONSTITUANT Butyle n 2 (a) 80 75 Caoutchouc Butyle Butyle n 1 de l'exemple 1 - - 90 E.P.D.M. n 1 de l'exemple 1 20 Autres Polychloroprène n 1 (b) 25 caoutchoucs Polychloroprène n 2 (c) 10 Peroxyde de dicumyle (d) 8 1,1 bis (tertiobutyl peroxy) Peroxyde 3,3-5 triméthylcyclohexane 10 Péroxyde de dicumyle 10 Noir de carbone FEF N 550 Charges Silice (e) 50 25 Agent de Soufre vulcanisation 0,2 Oxyde de zinc 5 10 10 Activateurs de vulcanisation Oxyde de magnésium 2 4 Acide stéarique 1 1 Plastifiant Polybutène de Mw = 900 10 a) Butyle n 2 = copolymère d'isobutylène et d'isoprène à taux d'isoprène supérieur b 2 %, de masse moléculaire en poids Mw = = 350 000, commercialisé par la Compagnie Française de Raffinage sous le nom de TOTAL BUTYL N 05 b) Polychloroprène n 1, commercialisé par la société DU PONT sous l'appellation NEOPRENE HC c) Polychloroprène n 2, commercialisé par la société DU PONT sous l'appellation NEOPRENE WB ; d) Peroxyde de dicumyle en mélange avec une charge à raison de 40 % en poids de peroxyde pour 60 % de charge minérale e) Silice à 87 % en poids de SiO2 ; 12 % de perte au feu. Les compositions K, L et M peuvent être utilisées comme mastic pour assurer l'étanchéité entre deux vitres, par exemple, comme le montrent les essais suivants, effectués avec ces compositions. On place les compositions entre deux lames de verre. On les réticule en les plaçant dans un four à micro-ondes (2450 MHz) pen dant 1 à 2 minutes. On pourrait d'ailleurs les réchauffer par n'im- porte quel autre moyen. On opère ensuite des tests de traction après des durées variables. On constate que le collage s'améliore avec le temps, et que la rupture a lieu à l'intérieur du ruban de mastic et non à l'interface mastic-verre Cet exemple montre que les compositions selon l'invention sont de bons mastics pour vitrages. Pour une telle application des compositions selon l'invention, les mastics comprendront de préférence, pour 100 parties en poids du mélange de caoutchouc butyle dépolymérisé et d'un autre caoutchouc, de 50 à 90 parties en poids de caoutchouc butyle et dépolymé- risé et de 10 à 50 parties en poids de l'autre caoutchouc. REVENDICATIONS 1. Composition caractérisée en ce qu'elle contient un mélange de caoutchouc butyle dépolymérisé et d'au-moins un autre caoutchouc. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'autre caoutchouc est choisi dans le groupe constitué par les E.P.D.M., le polychloroprène, le caoutchouc naturel, le polyisoprène, le polybutadiène, les copolymères de butadiène et de styrène, le caoutchouc nitrile et le caoutchouc de polyuréthane. 3. Composition selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que, pour 100 parties en poids du mélange de caoutchouc butyle dépolymérisé et d'un autre caoutchouc, elle contient de 10 à 90 parties en poids de caoutchouc butyle dépolymérisé et de 90 à 10 parties en poids de l'autre caoutchouc. 4. Composition selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle contient un agent de dépolymérisation du caoutchouc butyle et/ou les produits de décomposition thermique dudit agent. 5. Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'agent de dépolymérisation est un peroxyde. 6. Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'agent de dépolymérisation est un silicate d'aluminium. 7. Procédé de préparation d'une composition selon 1' une des revendications l à 6,. caractérisé en ce qu'il comprend un mélange de caoutchouc butyle de l'autre caoutchouc et d'un agent de dêpolymêrisation et le chauffage dudit mélange à une température comprise entre 130 et 2500C. 8. Procédé de préparation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'agent de dépolymérisation du caoutchouc butyle est un peroxyde, en ce que le mélange est effectué à une température inférieure à la température de décomposition du peroxyde et en ce que la composition est ensuite chauffée à une température supérieure à la température de décomposition du peroxyde. 9. Les compositions obtenues par un procédé selon l'une des revendications 7 et 8. 10. Application d'une composition selon l'une des revendications 1 à 6 et 9 à la réalisation de mastics. 11.- Application dune composition selon donne des revendications 1 à 6 et 9 à la réalisation de mastics pour vitrages caractérisée en ce que la composition contient pour 100 parties en poids du mélange de caoutchouc butyle dépolymérisé et d'un autre caoutchouc, de 50 à 90 parties en poids de caoutchouc butyle dépolymérisé et de 10 à 90 parties en poids de l'autre caoutchouc.