Brevet FR2459259A1 — publié le 19810109

La présente invention concerne une composition colorante permettant de colorer des polymères thermo- plastiques, en particulier des polymères ou des copolymères de chlorure de vinyle, ainsi que du chlorure de polvvinyle modifié d'une autre façon. Pour colorer les polymères thermoplastiques extrudables ou moulables par injection, on utilise des pigments colorants sur une grande échelle. On sait, dans l'état actuel de la technique, fabriquer par moulage par injection des objets en matière plastique de diverses couleurs, à la demande des clients. Des exemples de ces objets sont les raccords de tuyaux, des couvercles, des bottes, etc... On sait également, en l'état actuel de la technique, extruder des tuyaux en matières thermoplastiques qui doivent répondre à des besoins différents, avec des couleurs très particulières, afin d'éviter tout risque d'échange de tuyaux en matière plastique, devant être utilisés dans un but donné, avec d'autres tuyaux qui ne conviendraient absolument pas pour ce but. C'est ainsi, par exemple, que l'on donne à un tuyau en matière plastique servant à transporter de l'eau une couleur différente des couleurs que l'on utilise pour les tuyaux destinés au transport de gaz. Lesdites compositions colorantes présentent cet inconvénient que la grande finesse des particules de colorant risque d'être une nuisance, et en outre la manipulation des emballages vides de ces pigments colorants nécessite beaucoup de main d'oeuvre, si bien que le transport desdits emballages vides doit être limité au minimum afin d'éviter les problèmes posés par les fines particules de colorant. Il n'est pas toujours possible de choisir des pigments sans caractère toxique, si bien qu'il existe toujours un danger d'intoxication par manipulation de ces pigments. Des efforts ont été faits pour pallier ces inconvé- nients en équipant les mélangeurs dans lesquels les matières plastiques sont mélangées aux pigments colorants, de dispositifs doseurs, mesurant la matière soit en volume, soit en poids, et permettant ainsi l'emploi de récipients avec des pigments colorants. Les dispositifs doseurs permettant un réglage précis de la quantité de pigments colorants à distribuer sont cependant extrêmement couteûx;de plus des mesures doivent être prises pour éviter la formation de poussières. Des efforts ont été également faits pour mélanger les pigments colorants avec des additifs sous la forme d'amides d'acides gras fondus et pour couler la composition liquide dans des 'moules,les objets moulés obtenus après solidification pouvant ensuite être utilisés pour former un mélange avec des matières plastiques, ou bien être broyes, les particules de granulat obtenus servant d'dditif pour les polymères thermoplastiques à colorer. Ce dernier procédé est très peu commode en ce que les amides d'acides gras fondent à des températures assez élevées, en provoquant ainsi un risque d'altération des propriétés des pigments colorants organiques. Par ailleurs, les hauts points de fusion de l'additif compliquent la dispersion correcte des-pigments colorants dans les polymères thermoplastiques. La présente invention vise à procurer une composition colorante du type susmentionné, dépourvue de tous les inconvénients mentionnés ci-avant et du risque d'altération des pigments colorants pendant le mélange, et permettant en même temps d'éviter l'intoxication du personnel. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait qu'une composition colorante permettant de colorer des polymères thermoplastiques destinés à être extrudés ou moulés par injection, a été obtenue en faisant solidifier un mélange liquide de pigments colorants et d'un ester d'un diacide carboxylique aromatique et d'un alcool, ledit ester ayant un point de fusion supérieur à 250C mais inférieur à 2000C. Le diacide carboxylique aromatique est avantageusement l'acide phtalique, et l'alcool comprend de préférence de 12 à 22 atomes de carbone. De préférence, la composition contient au minimum % de pigment colorant et au maximum 60 % dudit ester de l'acide phtalique. Une composition colorante de ce type permet le mélange des pigments colorants avec l'ester fondu à des températures beaucoup plus basses, si bien que les propriétés des pigments colorants ne sont pas altérées du fait des hautes températures. En outre, ces esters sont de très bons agents lubrifiants dans les polymères thermoplastiques, tels que le chlorure de polyvinyle si bien que, selon l'invention, on ajoute un agent lubrifiant à la Composition de matière plastique en même temps que le pigment colorant. Par ailleurs, cet ester est très efficace pour empêcher la décoloration de l'objet en matière plastique sous l'action du rayonnement extérieur normal. Cet ester est tout à fait compatible avec d'autres additifs ajoutés au chlorure de polyvinyle, ou à d'autres polymères thermoplastiques. La composition colorante susmentionnée peut être ajoutée à la matière plastique à extruder, pendant le mélangeage, mais elle peut également être introduite directement dans l'extrudeuse. Bien entendu, cette composition convient également très bien pour addition à des compositions de chlorure de poly- vinyle destinées au moulage par injection. Les esters faisant partie de la composition selon l'invention sont avantageusement des esters de l'acide phtalique et d'un alcool choisi dans le groupe des alcools contenant de 10 à 18 ou de 20 à 22 atomes de carbone, de préférence des mélanges contenant l'ensemble des alcools susmentionnés. On obtient des résultats particulièrement bons du fait de la basse température de mélange, l'ester exerce un -459259 excellent effet lubrifiant interne, et l'addition de ces esters n'entraîne pas de décoloration rapide de la matière plastique. Il s'est avéré, dans la pratique, qu'un mélange d'une composition colorante comprenant ledit ester et un pigment - colorant, conformément à l'invention, permet d'obtenir de meilleurs résultats qu'un mélange séparé des deux substances de la composition colorante conforme à l'invention. Il est très bon qu'une composition colorante comprenne jusqu'à 75 % en poids de pigments colorants, le pourcentage restant de ladite composition se composant dudit ester qui sert d'agent lubrifiant interne. On préfère tout particulièrement une composition contenant 75 % en poids de pigments colorants et environ % en poids d'un ester de l'acide phtalique avec des alcools gras contenant de 12 à 16 atomes de carbone. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'objets en polymères thermoplastiques par extrusion ou moulage par injection desdits polymères mélangés avec un agent lubrifiant et un pigment colorant, procédé dans lequel on ajoute au polymère une composition colorante sous forme de particules selon l'invention, contenant de préférence au minimum 40 % en poids de pigments colorants et, au maximum 60 % en poids dudit ester. De préférence, ledit ester est présent dans l'objet en matière plastique final en quantité totale d'au maximum % en poids par rapport au polymère. La présente invention va maintenant être illustrée par quelques exemples. EXEMPLE I On mélange 5,5 kg d'ester fondu d'acide phtalique et d'un mélange d'alcools gras comprenant de 12 à 16 atomes de carbone, tel qu'on le trouve sur le marché, avec 4,5 kg de jaune de sulfure de cadmium. Après le mélange, on fait se solidifier la composition dans des moules. Les composi- tions moulées ainsi obtenues, auxquelles on peut donner un poids très précis, peuvent être introduites en l'état dans les mélangeurs en vue de leur mélange avec du chlorure de polyvinyle. On peut également broyer les compositions moulées ainsi obtenues afin d'obtenir des particules de granulat, lesquelles peuvent être mélangées avec du chlorure de poly- vinyle destiné à être extrudé au moyen d'une extrudeuse. EXEMPLE II On prépare une composition colorante selon la présente invention en mélangeant 50 kg d'ester d'acide phtalique et d'alcool stéarylique avec 50 kg de vert de phtalocyanine, après quoi on fait se solidifier le mélange fondu dans des moules et on broie les objets moulés de manière à former des particules de granulat. On peut mélanger de manière appropriée lesdites particules de granulat avec du chlorure de polyvinyle dans les mélangeurs. De cette manière, on obtient des tuyaux de chlorure de polyvinyle colorés en vert, dont les propriétés de coloration et la composition sont bien meilleures que celles de tuyaux obtenus avec addition séparée de particules de pigment et d'agents lubrifiants. Aucune décoloration ne se produit avec le temps. EXEMPLE III On mélange 75 kg de bleu de phtalocyanine avec 50 kg d'acide phtalique fondu et d'alcool cétylique (alcool en C 16), après quoi on coule ledit mélange dans un moule de manière à obtenir des compositions moulées ayant un poids bien défini. On introduit directement les produits ainsi obtenus dans l'extrudeuse pour extruder du chlorure de poly- vinyle qui contient des additifs normaux. L'ester joue le rôle d'un agent lubrifiant,; la quantité totale d'ester dans le chlorure de pOlYvinyle extrudé s'élève à 3 %. EXEMPLE IV On mélange 50 kg d'oxyde de fer noir avec 50 kg d'ester fondu d'acide phtalique et d'alcool cétylique. Après mélangeage, on coule le mélange fondu dans un moule et on broie les compositions moulées afin d'obtenir des particules de granulat. L'addition de ces granulats à une extrudeuse alimentée en chlorure de poly vinyle permet d'obtenir une coloration tout à fait convenable, tandis que le tuyau coloré présente des propriétés optimales et une bonne résistance à la décoloration. Les produits finais contiennent jusqu'au 5 % dudit ester. EXEMPLE V On mélange 75 kg de bioxyde de titane avec 25 kg d'ester fondu d'acide phtalique et d'alcool stéarylique, et on coule le mélange fondu dans un moule. De cette manière, on obtient des compositions mises en forme que l'on introduit dans une extrudeuse alimentée en chlorure de PolY vinyle. La quantité totale d'ester dans le tuyau extrudé est de 4 %. EXEMPLE VI On mélange 75 kg de jaune de cadmium avec 25 kg d'ester fondu d'acide phtalique et d'alcool cétylique. Après solidification et moulage de cette composition, on introduit la composition moulée, après broyage, dans un dispositif de moulage par injection alimenté en chlorure de polyvinyle. La quantité totale d'ester dans le raccord de tuyau fini est de 4 % en poids. Le tuyau correspondant sera coloré de manière très efficace, tandis que ledit tuyau présentera de très bonnes propriétés et une bonne résistance à la décoloration. EXEMPLE VII On reprend l'Exemple VI, mais ici on ajoute la composition colorante au chlorure de polyvinyle à extruder, l'addition ayant lieu pendant le mélange dudit chlorure de polyvinyle avec d'autres substances. EXEMPLE VIII On mélange 75 kg d'un pigment colorant brun avec 25 kg de l'ester de l'Exemple III. Après solidification, on obtient une composition colorante moulée qui se prote très bien à la coloration du chlorure de Polyvinyle. REVENDICATIONS 1. Composition colorante permettant de colorer des polymères thermoplastiques destinés à être extrudés ou moulés par injection, caractérisée en ce qu'elle a été obtenue par solidification d'un mélange liquide de pigments colorants et d'un ester d'un diacide carboxylique aromatique d'un alcool, ledit ester ayant un point de fusion supérieur à 250C, mais inférieur à 200'C. 2. Composition colorante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diacide carboxylique aromatique est l'acide phtalique. 3. Composition colorante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'alcool comprend de 12 à 22 atomes de carbone. 4. Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle contient au minimum 40 % en poids de pigments colorants et, au maximum % en poids dudit ester. 5. Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit ester a été obtenu par estérification avec un mélange d'alcools. 6. Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le mélange d'alcools se compose d'alcools comprenant de 16 à 18 et/ou de 20 à 22 atomes de carbone. 7. Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en que ledit ester est un ester d'alcool stéarylique ou d'alcool cétylique et d'acide phtalique. 8. Procédé de fabrication d'objets en polymères thermoplastiques, comprenant l'extrusion ou le moulage par injection desdits polymères mélangés avec un agent lubrifiant et un pigment colorant, caractérisé en ce que l'on-ajoute aux polymères une composition colorante selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7. 9o. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la quantité totale d'ester présent dans l'objet en matière plastique moulée s'élève au maximum à 5%, et s'élève de préférence à 3 à 4 %.