Brevet FR2445359A1 — publié le 19800725

La présente invention concerne des granulés de polyamide dont la surface est enduite d'un ester servant de lubrifiant. Les polyamides qui sont transformés en pièces moulées par moulage par injection contiennent généralement un lubrifiant pour améliorer le comportement à l'injection et au démoulage, en particulier des stéarates métalliques ou des cires. Les lubrifiants peuvent être, soit incorporés dans les polymères, soit appliqués à la surface des granulés. L'application sur la surface présente l'avantage de pouvoir entre réalisée ans fusion du polyamide. Dans la pratique, cn applique par exemple du stéarate de zinc pulvérulent sur les granulés de polyamide dans un tambour mélangeur.La quantité appliquée est cependant limitée par le danger de démixtion; en outrez il se pose des pro sèmes lors du remplissage pneumatique de la machine à njection étant donné que la poudre n'adhère pas bien aux granulés et dégaze ae la poussière. Les memes disavantaes se présentent lorsqu'on essaie d'appliquer au tambour du stéarate de stearyle ou du monostéarate de glycérol sous forme de poutre sur la surface des granulés de polyamide. L'invention a pour but de mettre au point une lubri cation externe efficace pour les polyamides, qui adhère bien sur les granulés et na pas tendance à dégager de la poussière pendant la transformation. On a trouve -ene solution à ce problème en appliquant sur les granulés de polyamide 0,01 à 1,0 % en poids d'un ester diacide carboxylique aliphatique saturé en C-C24 et d'alcool aliphatique saturé en C2-C24 sous forme de dispersion aqueuse. Les polyamides sont de préférence des polyamides linéaires saturés d'une valeur K de 60 à 80 (mesurée selon Fikentscher, Cellulosechemie 13 (1932), page 58) en solution à 1 % dans l'acide sulfurique concentré, Conviennent par exemple le polycaprolactame (polyamide-6), le polyhexaméthylène-adipamide (polyamide-6,6), le polyhexa méthylène-sébaçamide, le polylaurolactame, le polyundéca numide;; on citera en outre les homo- et copolyamides, qui sont préparés d'une part avec de l'acide adipique, de l'acide azélaique, de l'acide sébacique, de l'acide dodécane-dicarboxylique, de l'acide téréphtalique, d'autre part avec de lthexaméthylènediamine, de la triméthylhexaméthylènediamine du bis-(4-amino-cyclohexyl)-méthane, du 2,2-bis- (4'-aminocyclohexyl) -propane On citera encore les copolyamides qui sont obtenus par polycondensation de lactames avec les acides dicarboxyliques et les diamines cités ci-dessus te polyamide-6 et le poZyamide-6,6 sont préférés. Les polyamides se présentent sous forme de granulés ayant la forme de cylindres ou de lentilles d'un diamètre d'environ 1 à 6 mm et d'1lne longueur d'environ 2 à 8 mm. Les polyamides peuvent contenir les additifs usuels tels que les charges; les fibres de renforcement, en particulier les fibres de ezerre nes polymères élastifiants, les agents ignifugeants les formateurs de germes cristal ions, les stabilisants les auxiliaires de transformation ainsi que les pigments et les colorants. Ces additifs peuvent être incorporés des la préparation du polyamide ou bien dans une phase de traitement particulière. Comme lubrifiantsr on utilise des esters d'acides carboxyliques aliphatiques saturés, de préférence d'acides carboxyliques mono- ou di-valen4s en C6-C24 et d'alcools aliphatiques saturés mono- à tétravalents en C2-C24. Comme acides carboxyliques, on citera par exemple les acides pdlargonique, palmitique, laurique, margarique, adipique et l'acide dodécane-dicarboxylique; l'acide stéarique est préféré. Comme alcools conviennent par exemple le butanol, l'octanol, l'alcool stéarylique, l'éthylêneglycol, le néopentylglycol, le glycérol, le penta-érythrol. Les esters particulièrement préférés sont le stéarate de stéaryle et le monostéarate de glycérol. On enduit les granulés de polyamide avec 0,01 à 1, de préférence 0,05 à 0,5 % de leur poids en lubrifiant. Le revêtement se fait à l'aide d'une dispersion aqueuse de l'ester. On peut par exemple faire passer un boudin formé à partir d'une masse fondue de polyamide dans une dispersion aqueuse de l'ester, puis le découper, ou bien appliquer directement une dispersion aqueuse au tambour sur des granulés de polyamide formés au préalable. Dans le procédé cité en premier, on part de boudins de polyamide, soit A leur sortie d'une extrudeuse, par exemple lors de la confection, soit obtenus directement lors de la préparation du polyamide par polymérisation, par exemple dans un tube de précondensation. Ces boudins, qui présentent de préférence une température de la matière de 50 à 1500C environ, sont introduits dans un bain contenant une dispersion aqueuse de l'ester de préférence à 0,5 à 20, en particulier à 2 à 10 % en poids. On présume que l'ester fond sur le boudin de polyamide encore chaud. Après le découpage, il adhère solidement sur les granulés. Dans l'autre procédé de revêtement, on part de granulés préalablement formés qui peuvent être froids ou portés à une température de jusqu'à 1000C. On mélange les granulés avec une dispersion d'ester de préférence à 5 à 75, en particulier à 40 à 70 % en poids, la quantité de dispersion utilisée dépendant de la quantité de lubrifiant désirée. L'application au tambour est réalisée dans des mélangeurs usuels, elle peut durer généralement de 10 secondes à 30 minutes et, de façon surprenante, il ne se produit pas de coagulation. Les granulés sont mouillés de manière uniforme par l'ester. Ce dernier adhère encore après un séchage éventuel. Les granulés de polyamide lubrifiés selon l'invention sont tout spécialement utilisés pour la fabrication de pièces moulées par injection. On atteint une réduction des cycles de moulage aussi bien par rapport aux granulés non lubrifiés que par rapport aux granulés lubrifiés de manière traditionnelle. Cette réduction des cycles est due, d'une part, à l'amélioration du comportement des granulés à l'entrée, dans les filets de la vis de l'extrudeuse de fusion, d'autre part à l'amélioration du comportement au démoulage de la pièce moulée obtenue. Les propriétés mécaniques des pièces moulées en polyamide, en particulier la résilience, ne sont pas affectées par les lubrifiants selon l'invention. Dans les exemples, les indications de parties et de pourcentages se réfèrent au poids. Exemple 1 Dans une extrudeuse, on fait fondre du polyamide-6 (valeur K selon Fikentscher = 73) et on extrude des boudins de 3 mm de diamètre à une température d'environ 2700C. On refroidit brièvement à 1200C ces boudins au bain-marie, puis on leur fait traverser un bain de dispersion à raison de 8 kg/h, le bain contenant une dispersion aqueuse à 5 % de stéarate de stéaryle. Les boudins de polyamide sortant du bain présentent un revêtement de bonne adhérence, formé d'environ 0,08 % de stéarate de stéaryle. Exemple 2 On introduit des granulés de polyamide-6,6 (valeur K = 71) dans un mélangeur chancelant et on ajoute différentes quantités de dispersions aqueuses d'esters. La durée de mélange est de 15 minutes environ. I1 n'est pas nécessaire de sécher les granulés. On fabrique ensuite à partir des granulés, dans une machine d'injection à vis (diamètre de la vis : 52 mm), des couvercles d'aspirateur. Condition d'injection : température de la matière plas tique : 2900C température de la surface du moule : 600C pression d'injection : 320 bars Le tableau 1 montre les durées de cycle les plus courtes qui ont pu être atteintes lors du moulage par injection. Essai Lubrifiant Quantité (%) Durée du cycle (s) a - - 96 stéarate de sté- b aryle (à 40% ) 0,125 48 c " 0,2 45 d monostéarate de 0,15 52 a x stéarate de zinc 0,05 71 Dans l'essai comparatif x, on a appliqué du stéarate de zinc sous forme d'une fine poudre sur du polyamide-6,6. Les essais b, c et d sont conformes à l'invention. REVENDICATIONS 1 - Granulés de polyamide enduits en surface avec 0,01 à l,O % en poids d'un ester d'acide carboxylique aliphatique saturé en C6-C24 et d'alcool aliphatique saturé en C2 à C24, l'ester étant sous forme d'une dispersion aqueuse. 2 - Granulés de polyamide selon la revendication l, caractérisés par le fait qu'ils sont à base de polyamide-6 ou de polyamide-6,6. 3 - Granulés de polyamide selon la revendication 1, caractérisés par le fait que l'ester est du stéarate de stéaryle ou du mono-stéarate de glycérol. 4 - Procédé pour la préparation de granulés de polyamide selon la revendication l, caractérisé par le fait qu'on fait passer des boudins extrudés à partir d'une masse fondue de polyamide dans une dispersion aqueuse d'un ester à 0,5 à 20 % en poids. 5 - Procédé pour la préparation de granulés de polyamide selon la revendication l, caractérisé par le fait qu'on applique au tambour une dispersion aqueuse d'un ester à 5 à 75 % en poids sur des granulés de polyamide. 6 - Utilisation des granulés de polyamide selon la revendication 1 pour la fabrication de pièces moulées par injection.