Brevet FR2597028A1 — publié le 19871016

La présente invention est relative à un matériau composite comprenant un élastomère de silicone seul ou mélangé, associé à un autre élastomère vulcanisable ou thermoplastique ou à un plastomère, présentant des propriétés complémentaires de celles de l'élastomère de silicone. Les raccords utilisés dans les autobus et autocars sont actuellement réalisés en élastomère de silicone en raison de la bonne tenue aux hautes températures de ce matériau. Toutefois, le caoutchouc de silicone est un produit relativement coûteux; de plus il existe d'autres élastomères dont les propriétés mécaniques et la tenue, à certains agents chimiques et notamment à l'antigel, aux huiles et aux carburants, sont meilleures que celles des élastomères de silicone. La solution optimale serait donc de pouvoir associer un élastomère de silicone à un autre élastomère présen- tant des propriétés complémentaires de celles des élastomères de silicone, pour pouvoir disposer d'un matériau composite plus performant et d'un prix de revient abaissé de façon significative par rapport à celui des élastomères de silicone. Cependant, dans la pratique, un tel matériau n'était pas envisageable jusqu'à présent : de façon classique les élastomères doivent être vulcanisés pour conserver de fa çon permanente des caractéristiques mécaniques et des carac téristiques d'élasticité, et de stabilité dimensionnelle, convenables. Or il est impossible de vulcaniser conjointement un élastomère de silicone associé à un autre élastomère, attendu que l'élastomère de silicone perd ses propriétés mécaniques et autres au contact d'un autre élastomère et vulcanise mal ou pas du tout. La présente invention s'est en conséquence donné pour but de pourvoir à un matériau composite dans lequel un élastomère de silicone peut être associé en particulier à un autre élastomère vulcanisable, et dont la vulcanisation peut être réalisé en une seule fois, les deux composants élasto mères pouvant être vulcanisés simultanément sans que l'élastomère de silicone perde ses propriétés intéressantes. La présente invention a pour objet un matériau composite dans lequel l'élastomère de silicone est associé à un autre composant présentant des propriétés complémentaires de celles des élastomères de silicone, par l'intermédiaire d'un moyen d'accrochage interposé entre l'élastomère de silicone et l'autre élastomère qui joue à la fois le rôle de barrière de protection de l'élastomère de silicone et de couche d'accrochage des deux élastomères entre lequels elle est interposée. Selon un mode de réalisation avantageux du matériau composite conforme à la présente invention, le moyen d'accrochage est un moyen mécanique essentiellement constitué par une armature en un matériau approprié pris dans le groupe qui comprend notamment les matières textiles, les fibres de verre, les amiantes, les céramiques, les métaux/ sous forme de structures tissées, de grilles ou analogues. Selon un autre mode de réalisation avantageux du matériau composite conforme à la présente invention, le moyen d'accrochage est constitué par un élastomère de greffage interposé entre l'élastomère de silicose et l'autre élastomère. Selon une disposition avantageuse de ce mode de réalisation, l'élastomère de greffage est avantageusement constitué par un copolymère greffé EPDM-silicone qui est un EPDM modifié par greffage de 20 à 3Ca environ d'un polysiloxane approprié. Conformément à l'invention, le composant associé à l'élastomère de silicone est pris dans le groupe qui comprend les élastomères vulcanisables tels que 1'EPDM, l'EPM, le caoutchouc nitrile, les fluoroélastoères, les polyéthylènes chlorosulfonés ou chlorés, les caoutchoucs acryliques, les caoutchoucs d'épichlorhydrine, et d'une façon générale tous les élastomères vulcanisables présentant des propriétés complémentaires de celles des élastomères de silicone, et qui comprend en outre des élastomères thermoplastiques qui ne nécessitent pas de vulcanisation, ainsi que des plastomères non vulcanisables. La présente invention a également pour objet un procédé de production de matériaux composites du type défini plus haut, qui consiste à associer un élastomère de silicone avec un autre élastomère présentant des propriétés complémentaires de celles de l'élastomère de silicone, en interposant entre ces deux composants élastomères une couche d'un moyen d'accrochage et à soumettre la structure composite ainsi formée à un traitement de réticulation. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux du procédé conforme à la présente invention, le moyen d'accrochage est une couche d'un moyen d'accrochage mécanique pris dans le groupe qui comprend notamment les matières textiles, les amiantes, les céramiques, les métaux, sous forme de structures tissées, de grilles ou analogues et ce moyen d'accrochage est monté sur l'une des faces de l'un des composants à accrocher à laquelle il adhère par les aspérités dont il est pourvu, la structure ainsi formée est soumise à un traitement thermique, puis le second composant est appliqué sur ladite structure. Selon une disposition avantageuse de ce mode de mise en oeuvre, le second composant du matériau composite est soumis à un traitement thermique préalablement à son montage sur ladite structure. Selon une autre disposition avantageuse de ce mode de mise en oeuvre, le second composant du matériau composite est soumis à un traitement thermique postérieurement à son montage sur ladite structure. Selon encore une autre disposition avantageuse de ce mode de mise en oeuvre, le second composant du matériau composite est réticulé sur ladite structure à une température comprise entre l'ambiante (20"C environ) et 100"C environ. Conformément à un autre mode de mise en oeuvre avantageux du procédé conforme à la présente invention, le moyen d'accrochage est une couche d'élastomère de greffage approprié, interposée entre l'élastomère de silicone et l'autre composant, et la structure composite à trois composants ainsi formée est soumise à un traitement de réticulation. Selon une disposition avantageuse de ce mode de mise en oeuvre, dans le cas où le composant associé à l'élastomère de silicone est un élastomère vulcanisable, les composants élastomères et l'élastomère de greffage interposé sont soumis conjointement et simultanément à un traitement thermique à des températures et/ou pressions similaires à celles mises en oeuvre dans les processus de vulcanisation. Selon une disposition avantageuse de ce mode de mise en oeuvre, dans le cas où le composant associé à l'élastomère de silicone est un élastomère thermoplastique ou un plastomère, la structure composite à trois composants formée par l'interposition d'un élastomère de greffage entre l'élastomère de silicone et le second composant élastomère ou plastomère, est soumise à un traitement de réticulation à une température comprise entre l'ambiante et 100"C. Selon une autre disposition avantageuse de ce mode de mise en oeuvre, l'élastomère de greffage mis en oeuvre est un copolymère greffé EPDM-silicone, et plus particulièrement un EPDM modifié par greffage de 20 à 308 d'un polysiloxane approprié. La présente invention a également pour objet des structures tubulaires du type des durites et plus généralement des tuyaux, des tubes, des gaines d'isolation thermique et analogues, caractérisées en ce qu'elles sont réalisées en matériau composite conforme à la présente invention. Selon un mode de réalisation avantageux de ces structures tubulaires, l'aine intérieure de ces dernières est en élastomère vulcanisable ou thermoplastique ou en plastomère et le revêtement extérieur est en élastomère de silicone, ce qui permet de bénéficier à la fois, dans une seule et même structure, de la bonne tenue aux hautes températures de l'élastomère de silicone et des propriétés complémentaires de l'élastomère ou autre associe. Parmi les propriétés intéressantes des élastomères, ou autres, associées à l'élastomère de silicone, il y a lieu de mentionner leur bonne tenue vis-à-vis de fluides tels qu'antigels, huiles, carburants, produits chimiques, gaz, etc ... et leurs propriétés physiques telles que résistance à la perméabilité, à l'abrasion, etc Les procédés conformes à la présente invention peuvent être mis en oeuvre comme décrit dans les exemples qui vont suivre, qui sont donnés uniquerent à titre d'illustration de l'objet de l'invention et n'ont aucun caractère limitatif. EXEMPLE 1 Production d'un tuyau avec accrochage mécanique des composants 1 - On applique sur la paroi externe d'un tube en élastomère tel qu'EPDM par exemple, obtenu par extrusion, une armature en matière tissée, telle que fibres de verre et on soumet le tube ainsi armé à un processus de vulcanisation dans les conditions usuelles. Au cours de ce processus de vulcanisation, il se produit un fluage de l'élastomère à travers le treillis et, une fois vulcanisé, cet élastomère est accroché mécaniquement entre les mailles de l'armature. 2 - Un tube en élastomère de silicone est extrudé directement sur la structure obtenue au cours de la 1ère étape. L'ensemble est vulcanisé sous pression et l'on obtient un tuyau dans lequel l'élastomère de silicone a conservé ses caractéristiques mécaniques, c'est-à-dire par exemple une dureté de 70 Shore A, une résistance à la rupture de 9 MPa, un allongement à la rupture de 250% et une adhérence avec la structure sous-jacente de l'ordre de 15 Newtons/cm selon la norme NFT 46008. EXEMPLE 2 Production d'un tuyau avec accrochage par greffage 1 - On applique sur la paroi externe d'un tube en un élastomère approprié, tel qu'EPDM par exemple, obtenu par extrusion, une couche d'un élastomère de greffage tel que, par exemple le polymère greffé EPDM-silicone commercialisé sous le nom de "S.E.P." par la Société japonaise SHIN-ETSU, soit en film, soit en dissolution dans un solvant volatil approprié, puis on extrude sur la structure ainsi formée un tube en élastomère de silicone. On vulcanise l'ensemble dans les conditions normales de température et éventuellement de pression. On obtient un tube en matériau composite dont les propriétés du composant élastomère de silicone ne sont pas altérées. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1") Matériau composite comprenant un élastomère de silicone, caractérisé en ce que l'élastomère de silicone est associé à un autre composant présentant des propriétés complémentaires de celles des élastomères de silicone, par l'intermédiaire d'un moyen d'accrochage interposé entre l'élastomère de silicone et l'autre élastomère qui joue à la fois le rôle de barrière de protection de l'élastomère de silicone et de couche d'accrochage des deux élastomères entre lesquels elle est interposée. 2") Matériau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage est un moyen mécanique essentiellement constitué par une armature en un matériau approprié pris dans le groupe qui comprend notamment les matières textiles, les fibres de verre, les amiantes, les céramiques, les métaux sous forme de structures tissées, de grilles ou analogues. 3 ) Matériau composite selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen d'accrochage est constitué par un élastomère de greffage interposé entre l'élastomère de silicone et l'autre élastomère. 4 ) Matériau composite selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élastomère de greffage est avantageusement constitué par un copolymère greffé EPDM-silicone, qui est un EPDM modifié par greffage de 20 à 30% environ d'un polysiloxane approprié. 5 ) Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le composant associé à l'élastomère de silicone est pris dans le groupe qui comprend les élastomères vulcanisables tels que l'EPDM, l'EPM, le caoutchouc nitrile, les fluoroélastomères, les polyéthylènes chlorosulfonés ou chlorés, les caoutchoucs acryliques et les caoutchoucs d'épichlorhydrine, et d'une fa çon générale tous les élastomères vulcanisables présentant des propriétés complémentaires de celles des élastomères de silicone, et qui comprend en outre des élastomères thermoplastiques qui ne nécessitent pas de vulcanisation, ainsi que des plastomères non vulcanisables. 6 ) Procédé de production de matériaux composites comprenant un élastomère de silicone, caractérisé en ce qu'il consiste à associer un élastomère de silicone avec un autre élastomère présentant des propriétés complémentaires de celles de l'élastomère de silicone, en interposant entre ces deux composants élastomères une couche d'un moyen d'accrochage de ces deux composants, et à soumettre la structure composite ainsi formée à un traitement de réticulation. 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage est une couche d'un moyen d'accrochage mécanique pris dans le groupe qui comprend notamment les matières textiles, les amiantes, les céramiques, les métaux, sous forme de structures tissées, de grilles ou analogues, en ce que ce moyen d'accrochage est monté sur l'une des faces de l'un des composants à accrocher à laquelle il adhère par les aspérités dont il est pourvu, la structure ainsi formée est soumise à un traitement thermique, puis le second composant est appliqué sur ladite structure. 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second composant du matériau composite est soumis à un traitement thermique préalablement à son montage sur ladite structure. 9 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé e ce que le second composant du matériau composite est sou is à un traitement thermique postérieurement à son montage slr ladite structure. 10 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second composant du matériau composite est réticulé sur ladite structure à une température comprise entre l'ambiante (20"C environ) et 1000C environ. 11") Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage est une couche d'élastomère de greffage approprié, interposée entre l'élastomère de silicone et l'autre composant, et en ce que la structure composite à trois composants ainsi formée est soumise à un traitement de réticulation. 12 ) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, dans le cas où le composant associé à l'élastomère de silicone est un élastomère vulcanisable, les composants élastomères et l'élastomère de greffage interposé sont soumis conjointement et simultanément à un traitement thermique à des températures et/ou pression similaires à celles mises en oeuvre dans les processus de vulcanisation. 13 ) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans le cas où le composant associé à l'élastomère de silicone est un élastomère thermoplastique ou un plastomère, la structure composite à trois composants formée par l'interposition d'un élastomère de greffage entre l'élastomère de silicone et le second composant élastomère ou plastomère, est soumise à un traitement de réticulation à une température comprise entre l'ambiante et 1000C environ. 14") Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la couche d'élastomère de greffage est en copolymère greffé EPDM-silicone, et plus particulièrement un EPDM modifié par greffage de 20 à 30% environ d'un polysiloxane approprié. 15 ) Structures tubulaires du type des durites et plus généralement des tuyaux, des tubes, des gaines d'isolation thermique et analogues, caractérisées en ce qu'elles sont réalisées en matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 16 ) Structures tubulaires selon la revendication 15, caractérisées en ce que l'âme intérieure de ces dernières est en élastomère vulcanisable ou thermoplastique ou en plastomère et le revêtement extérieur est en élastomère de silicone. 17 ) Structures tubulaires selon la revendica tion 15, caractérisées en ce que l'âme intérieure de ces dernières est en élastomère de silicone et leur revêtement extérieur est en élastomère vulcanisable ou thermoplastique ou en plastomère.