Brevet FR2430436A1 — publié le 19800201

La présente invention se rapporte à des granulés de polyamide lubrifiés en surface à l'aide d'une paraffine, à un procédé pour leur préparation, ainsi qu'à leur utilisation pour la fabrication d'objets façonnés. Les polyamides qu'on doit mettre à l'état d'objets façonnés par moulage par injection contiennent en général des agents lubrifiants, en particulier des stéarates métalliques ou des cires, servant à améliorer leur comportement à l'alimentation et au démoulage. Les produits lubrifiants peuvent être incorporés dans le polymère ou appliqués en surface sur les granulés. L'application en surface présente l'avantage de pouvoir être réalisée sans fusion du polyamide. Dans la pratique, on applique par exemple du stéarate de zinc en poudre sur des granulés de polyamide par simple passage dans un tambour de mélange.Toutefois, les quantités qu'on peut appliquer sont limitées en raison des risques de séparation ; en outre, à l'alimentation pneumatique des machines à mouler par injection on se heurte à des difficultés dues au fait que la poudre n'adhère pas bien sur les granulés et forme des poussières. On se heurte aux mêmes inconvénients lorsqu'on tente d'appliquer des paraffines en poudre à la surface de granulés de polyamide par passage au tambour. La demanderesse a cherché à réaliser, avec les polyamides, une lubrification extérieure bien efficace, avec un lubrifiant qui adhère bien sur les granulés et qui n'ait pas tendance à former des poussières au façonnage. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après. Ces buts et avantages ont été atteints conformément à l'invention en revêtant des granulés de polyamide en surface par 0,01 à 1,0 % en poids d'une paraffine à l'état de dispersion aqueuse Les polyamides sont de préférence des polyamides linéaires saturés présentant une valeur K (mesurée selon Fikentscher, Cellulose-Chemie 13, (1932),page 58, sur une solution à 1 % dans l'acide sulfurique concentré) de 60 à 80.Ainsi par exemple, il s'agit du polycaprolactame (polyamide-6), du polyhexaméthylèneadipamide (polyamide-6,6), du polyhexaméthylène-sébaçamide, du polylaurolactame, du polyundécanamide ; il peut également s'agir d'homopolyamides et de copolyamides préparés partir de l'acide adipique, de l'acide azélaique, de l'acide sébacique, de l'acide dodécane-diolque, de l'acide téréphtalique d'une part et de l'he- xaméthylène-diamine, de la triméthylhexaméthylène-diamine, du bis (4-aminocyclohexyl)-méthane, du 2,2-bis-(4'-aminocyclohexyl)propane d'autre part, ou encore de copolyamides obtenus par polycondensation de lactames avec les acides dicarboxyliques et diamines mentionnés ci-dessus. On apprécie plus spécialement le polyamide-6 et le polyamide-6,6. Les polyamides sont à l'état de granulés présentant de préférence la forme de cylindres ou de lentilles avec un diamètre d'environ 1 à 6 mm et une longueur d'environ 2 à 8 mm. Les polyamides peuvent contenir les additifs usuels tels que des matières de charge, des agents renforçants fibreux, en particulier des fibres de verre, des polymères élastifiants, des agents ignifugeants, des agents de nucléation, des stabilisants, des produits auxiliaires de façonnage ainsi que des pigments et des colorants. Ces additifs peuvent avoir été introduits à la préparation du polyamide ou dans une opération spéciale de fabrication. Les lubrifiants utilisés sont des paraffines qui peuvent consister en substances pures ou en mélanges industriels. Le nombre moyen d'atomes de carbone se situera de préférence entre 20 et 500, plus spécialement entre 30 et 200 et l'intervalle de ramollissement se situera de préférence au-dessus de 40 C. Les granulés de polyamide sont revêtus du lubrifiant à raison de 0,01 à 1, de préférence 0,05 à 0,5 % de leur poids. Le revêtement est réalisé à l'aide d'une dispersion aqueuse de la paraffine. Ainsi par exemple, on peut faire passer un boudin façonné à partir d'une masse fondue de polyamide, dans une dispersion aqueuse de paraffine puis le découper ; on peut également appliquer directement une dispersion aqueuse de paraffine sur des granulés de polyamide au tambour. Dans le premier mode opératoire, on part de boudins de polyamide refoulés d'une extrudeuse, par exemple au façonnage, ou formés directement à la préparation du polyamide par polymérisation, par exemple dans un tube VK. Ces boudins qui présentent de préférence une température d'environ 50 à 1500C dans la masse, sont envoyés dans un bain contenant une dispersion aqueuse de paraffine à une concentration de préférence de 0,5 à 20 et plus spécialement de 2 à 1 % en poids. Dans de telles conditions, il est probable que la paraffine fond sur le boudin de polyamide encore chaud. Après le découpage subséquent, elle adhère solidement aux granulés. Dans l'autre mode opératoire de revêtement, on part de granulés froids ou présentant une température qui peut aller jusqu'S 1000C. A ces granulés, on ajoute une dispersion de paraffine à une concentration qui est de préférence de 5 à 75 et plus spécialement de 40 à 7O Z en poids, la quantité de dispersion utilisée dépendant de la quantité de lubrifiant qu'on veut appliquer. On traite ensuite par agitation dans des appareils de mélange usuels, par exemple des tambours ; cette opération peut durer d'une manière générale de 10 s à 30 mn, et contre toute attente, on ne constate pas de coagulation. Les granulés sont mouillés régulièrement par la paraffine.Même après un séchage subséquent éventuel, la paraffine adhère toujours sur les granules Les granulés de polyamide lubrifiés conformément à l'invention sont utilisés en particulier dans la fabrication d'objets façonnés par moulage par injection. Comparativement à des granulés non lubrifiés ou à de granulés lubrifiés par les techniques classiques, on parvient à des durées de cycle écourtées. Ces plus courtes durées d'npératjon sont à attribuer d'une part au comportement amélioré des granulés à l'alimentation dans les passages des vis de l'extrudeuse de fusion et d'autre-part au comportement amélioré de la pièce moulée finie au démoulage. Les propriétés mécaniques des objets façonnés en Polyamide, et surtout la ténacité. ne sont pas affectées par les lubrifiants selon l'invention. Les exemples suiants illustrent l'invention sans toutefois la limiter ; dans ces exemples, les indications de parties et de Z s'entendent en poids sauf mention contraire. Exemple 1 On fond dans une extrudeuse du polyamide-6 (valeur K selon Fikentscher : 73) et on refoule à 700C environ des "vermicelles" d'un diamètre de 3 mm. Ces vermicelles sont refroidis rapidement à 1200C environ dans un bain d'eau puis envoyés à un débit de 8 kg/h dans un bain d'une dispersion aqueuse à 5 Z d'une paraffine dont le point de ra^llissement est de 52-540C (nombre moyen d'atomes de carbone : oiron 30). Les vermIcelles de polyamide sortant du bain portent un revêtement bien adhérent d'environ 0,08 % de paraffine. Exemple 2 On répète l'opération de l'exemple 1 mais on remplace la paraffine de cet exemple par une paraffine doflt l'intervalle de ramollissement est de 90-950C (nombre moyen d'atomes de carbone: environ 100). Dans cet exemple également, on parvient à un revêtement bien adhérent. Exemple 3 On introduit dans un mélangeur basculant des granulés de polyamide-6 (valeur K = 73) ou de polyamide-6,6 (valeur K : 72) ; on ajoute des quantités variables d'une dispersion aqueuse à 65% de la paraffine de l'exemple 1. Le mélange dure 15 mn environ. I1 n'est pas nécessaire de procéder à un séchage subséquent des gra nulés. Les granulés sont ensuite utilisés dans une machine à mouler par injection à vis (diamètre de la vis : 52 mm) pour la fabrication de calottes d'aspirateurs. Les conditions de l'injection sont les suivantes température de la résine synthétique : 2900C température superficielle de l'outil : 600C Pression d'injection : 320 bars On trouvera dans le tableau I ci-après les durées de cycle les plus courtes auxquelles on peut parvenir au moulage par injection. TABLEAU I Essai Polyamide Lubrifiant Quantité,% Duré du cy cle, s a 6,6 - - 96 b 6,6 Paraffine 0,05 56 c 6,6 " 0,1 50 d 6,6 " 0,2 48 x 6,6 Stéarate de Zn 0,05 71 e 6 - - impossible de démouler f 6 Paraffine 0,075 86 y 6 Stéarate de Zn 0,075 136 Dans les essais comparatifs x et y, on a appliqué au tambour du stéarate de zinc à l'état de poudre fine sur le polyamide 6 et le polyamide-6,6.Les essais b, c, d et f entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Granulés de polyamide caractérisés en ce qu'ils sont revêtus en surface de 0,01 à 1,0 Z de leur poids d'une paraffine appliquée à l'état de dispersion aqueuse. 2. Granulés de polyamide selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils consistent en polyamide-6 ou polyamide-6,6. 3. Granulés de polyamide selon la revendication 1, caractérisés en ce que la paraffine présente un nombre moyen d'atomes de carbone de 20 à 500. 14. Procédé de préparation des granulés de polyamide selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait passer un boudin refoulé à partir d'une masse fondu de polyamide dans une dispersion aqueuse à la concentration de 0,5 à 20 Z en poids d'une paraffine. 5. Procédé de préparation des granulés de polyamide selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique sur les granulés de polyamide, au tambour, une dispersion aqueuse à la concentration de 5 à 75 Z en poids d'une paraffine. 6. Utilisation des granulés de polyamide selon la revendication 1 pour la fabrication d'objets façonnés par moulage par injection.