Brevet FR2643642A1 — publié le 19900831

L'invention a pour objet un matériau du type élastomere résistant aux agressions chimiques, notamment du type NBC, et à décontamination facile, ainsi qu'une Z composition pour sa fabrication. Les besoins existent, dans l'industrie, de pièces en matériau du type élastomère présentant les ca- ractérlstlques et propriétés que l'on attend de tels mate- rlaux mais également doués d'une bonne resistance à la -1dO contamination chimique, d'une part et, faciles & décontami- ner, d'autre part. De telles pièces trouvent application, par exemple, -et sans que cette indication ait quelque ca- ractère limitatif que ce soit-, pour la fabrication de joints mais aussi d'articles comme des toiles, des bâches, des gants, des combinaisons de protection, des masques, etc..., susceptibles d'être au contact de fluides chimi- quement agressifs, par exemple des gaz comme des gaz de combat, er. particulier l'ypérlte, ou des liquides de mêmes caractéristiques chimiques que ces gaz. ZO On a déjà proposé de répondre à une partie de ce besoin mais à une partie seulement, par exemple en four- nissant un matériau résistant & l'agression chimique de gaz tels que l'ypérite, (EP-A-0 167 758 ou FR-1 468 124) ou en- core US-A-3 513 064 qui décrit un matériau en feuille Zs propre à résister au fluor et aux compositions à base de fluor. Si ces documents font également état, à titre tout à fait auxiliaire, de la possibilité d'une décontamination du matériau ainsi exposé, il ne s'agit pas dans les documents cités d'un objectif prioritaire, alors qu'il en est ainsi, 3o par exemple, dans FR-A-2 345 552 qui vise un revêtement de sol pour laboratoire pouvant être décontaminé, mais qui ne vise pas l'agression chimique de composés comme l'ypérite étant donné que le type de polymère mis en oeuvre dans ce document est considéré comme étant de très faible impor- 3. tance. On a également proposé d'obtenir une protection de longue durée à l'égard des agents chimiquement agres- sifs, avec simultar.ément une bonne impermeabllité et une bonne résistance à l'eau à l'aide d'un matériau "hétéro- E gène", comme décrit dans FR-A-2 131 836, qui vise un tissu de protection comportant une pluralité de couches jouant chacune le rôle qui lui est dévolu, par exemple une couche de néoprène ou de caoutchouc butyle ou de polyethylène chlorosulfonné pour résister aux agents chimiques, une - qulse et une autre couche d'élastomère pour la protection du tissu contre l'humidité, les bactéries et l'usure. Il n'existe donc pas, à la connaissance de la Demanderesse, de matériau "homogène" propre à résoudre la IS totalité du problème posé mentionné ci-dessus. C'est, par conséquent, un but général de l'invention de fournir un tel matériau du type élastomère et qui bénéficie donc de l'ensemble des propriétés caracté- rlstiques de cette classe de matériaux, qui présente en outre une bonne ou très bonne résistance à l'agression chi- mlque, notamment du type NBC, c'est-à-dire à la fois en ce qui concerne l'imperméabilité du matériau à l'agresseur, - liquide ou gazeux-, et la durée de résistance à cette agression, mais aussi dont la décontamination puisse être réalisée rapidement et facilement, après exposition à l'agresseur, et sans que le matériau n'ait ses caractérls- tiques altérées. C'est, aussi, un but de l'invention de fournir une composition pour la fabrication de pièces en un tel ma- tériau et, en particulier, de pièces dont le coût de re- vient ne soit pas excessif, c'est-à-dire fasse appel à des produits usuels du domaine des élastomères, et non pas & des élastomères très élaborés chimiquement dont le coût rendrait la réalisation de telles pièces prohibitive. s C'est, encore, un but de l'invention de fournir un matériau dont la mise en oeuvre soit semblable à celle -3 des élastomères connus, et qui, de ce fait, peut d'abord être mis en forme par les techniques habituelles de mou- lage, d'extruslon, calandrage, confection, enductlon, etc... mals aussi par les techniques usuelles de vulcanlsa- tlon. C'est, enfin, un but de l'invention de fournir un tel matériau qui ait aussi une résistance satisfaisante aux hydrocarbures pour permettre son appllcatlon à la fa- brication de pièces de l'industrie mécanique, en particu- lier automobile. Un matériau selon l'invention, du type élasto- mère résistant aux agressions chimiques, notamment du type NBC, et à décontamination facile, est caractérisé en ce qu'il résulte de la vulcanisation d'un mélange à base de E caoutchouc du type polyéthylène chlorosulfoné et de caout- chouc du type butyle halogéné. Le mélange selon l'invention, auquel sont ajou- tés les ingreédients usuels de fabrication des élastomères comme des charges de renfort, des plastifiants, des agents de protection et analogues, renferme avantageusement de 85 O50 parties en poids de caoutchouc butyle halogéné et de à 50 parties en poids de polyéthylène chlorosulfoné. Dans une forme de réalisation avantageuse le matériau comprend, en parties en poids: >5 caoutchouc butyle halogéné 85 à 50 caoutchouc polyéthylène chlorosulfoné 15 à 50 magnésie 2à 5 charge de noir de carbone 30 à 60 charge blanche 0 à 20 Go -plastifiant 5 à 20 agent anti- chaleur 1 Dans une réalisation préférée, le matériau com- prend, en parties en poids: caoutchouc butyle halogéné 70 caoutchouc polyéthylène chlorosulfoné 30 magnésie 4 acide stéarique 2 s noir de carbone 50 huile 10 anti-oxygène 1 Conformément à un autre aspect de l'invention, celle-ci a également pour objet une composition vulcani- -0 sable comprenant un mélange de caoutchouc polyéthylène chlorosulfoné, de caoutchouc butyle halogéné, et d'ingrédients usuels comme des charges renforçantes, des plastifiants, des agents de protection à la chaleur et ana- logues et un moyen de vulcanisation à base d'oxyde de zinc, -5 de MBTS (disulfure de mercaptobenzoïlethiazole), de TMTD (disulfure de tétraméthylthiurame) et de soufre. Dans une forme de réalisation préférée, la com- position comprend un mélange de caoutchouc polyéthylene chlorosulfoné, de caoutchouc butyle halogéné, et 2- d'ingrédients usuels comme des charges renforçantes, des plastifiants, des agents de protection et analogues, et un moyen de vulcanisation ayant la composition suivante, en parties en poids: oxyde de zinc 2 à 5 MBTS 0,5 à 2 TMTD 0,5 à 2 soufre O à 1 C'est de façon tout à fait surprenante que la Demanderesse a élaboré ce matériau et cette composition, étant donné que si chacun des élastomères mentionnés ci- dessus est déjà connu dans l'art antérieur, par exemple pour des produits de revêtement, des peintures,... etc, en ce qui concerne le polyéthylène chlorosulfoné, ou pour la 3E fabrication de pièces comme des chambres à air,... etc, pour le caoutchouc butyle halogéné, on n'avait jamais, à ce $ jour, pensé réunir ces deux produits, dont on sait qu'ils ne peuvent pas co-vulcaniser et c'est précisément l'idée inventive de la Demanderesse que d'avoir associé ces deux produits d'une part et d'avoir proposé, d'autre part, des _ moyens permettant cette co-vulcanisation. L'invention a également pour objet des produits façonnés comme des joints, des gants, des combinaisons, des tcôles ou bâches. et analogues, résistant aux agressions chimiques et à décontamination facile, caractérisés en ce O0 qu'ils sont mis en forme par extrusion, moulage, calan- drage, enduction et analogue, d'une composition telle que définie ci-dessus, puis vulcanisés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit -d d'exemples de réalisation de cette dernière. EXEMPLEi 1 On prépare à partir de caoutchouc polyéthylène chlorosulfoné dispor.nble sous forme de chips et de cout- chouc butyle halogéné, sous forme de balles de gomme, un mélange ayant la composition suivante, en parties en poids: caoutchouc butyle halogéné 84 caoutchouc polyéthylene chlorosulfoné 16 magnésie 2 charge de noir de carbone 30 charge blanche 10 plastiflant 5 agent anti-chaleur 1 Dans ce mélange, la magnésie joue son rôle ha- bituel d'agent retardateur, la charge de noir de carbone conditionne la dureté du matériau, et l'agent anti-chaleur, -qui est du type des amines-, fait que le matériau obtenu présente une bonne durée de vie y compris lorsqu'il est ex- posé à la chaleur et aux intempéries. A la composition ainsi obtenue, on ajoute alors 3.S5 le moyen de vulcanisation ayant la composition suivante, également en parties en poids: oxyde de zinc 2 MBTS 0,5 TMTD 0,5 soufre entre 0 et 1 S Après mélange du moyen de vulcanisation et de la composition telle que définie ci-dessus, on obtient un produt prêt à l'emploi, qui peut être stocké, (pendant quelques semalnes) ou-immédiatement mis en oeuvre. Pour ce faire, et après mise en forme par ex- O truslon, moulage, calandrage, confection, enduction sur un support textile,... etc., on procède à une vulcanisation, en fait à une covulcanisation des deux élastomères de base. la vulcanisation étant conduite comme usuel pour ces élastomères, c'est-à-dire à des températures comprises g entre 150 et 180: C, et par les moyens également connus dans ce but. On obtient ainsi un produit "homogène" ayant la forme et les caractéristiques souhaitées pour son utilisa- tion, par exemple en tant que gant, joint, couche unique C d'un tissu propre à former des objets de protection comme des combinaison, des bâche ou analogues,... etc. Les produits obtenus présentent une bonne tenue aux hydrocarbures, nonobstant la présence de caoutchouc bu- tyle dont on sait qu'il n'est pas résistant aux hydrocar- bures, et aussi de bonnes caractéristiques d'imperméabilité à des produits d'agression chimique, comme l'ypérite et cela nonobstant le fait que le polyéthylène chlorosulfoné ne montre pas à lui seul une bonne tenue à ce type d'agression. Des essais de résistance à l'ypérite (en tant qu'agent agresseur de référence) montrent que le matériau a une résistance d'au moins 24 heures et qu'après décontami- nation, à l'aide d'une-solution basique, la pièce en ledit matérlau conserve ses caractéristiques. 7- EXEMPLE 2 On prépare, comme décrit ci-dessus pour l'exemple 1, un mélange ayant la composition suivante en parties en poids: caoutchouc butyle halogéné 50 caoutchouc polyéthylene chlorosulfoné 50 magnésie 5 charge de noir de carbone 60 charge blanche 20 MBTS 2 TMTD 2 soufre de 0 à 1 Après mélange du moyen de vulcanisation et de la composition d'élastomère et d'ingrédients, on procède à la mise en forme-puis à la vulcanisation, comme indiqué ci- dessus. Pour un tel matériau, les caractéristiques de résistance à une agression chimique, par exemple à l'ypérite servant de produit de référence, et la rapidité et facilité de décontamination du matériau après l'attaque par l'ypérite sont les mêmes que pour l'exemple 1. Exemple.3: On prépare, comme décrit ci-dessus pour les exemples 1 et 2, un mélange ayant la composition suivante en parties en poids: caoutchouc butyle halogéné 70 caoutchouc polyéthylène-chlorosulfoné 30 magnésle 4 noir de carbone 50 acide stéarique 2 huile 10 agent antl-oxygène 1 A cette cmposltlcn est alors ajouté le moyen de vulcanisa-lion ayant la composition suivante, elle aussi en parties en poids: oxyde de zinc 5 MBTS 1 TMTD 0,8 soufre 0,4 -5 Après mélange du moyen de vulcanisation et de la composition d'élastomère et d'ingrédients, on procède à la mise en forme puis à la vulcanisation, comme indiqué ci- dessus. Le matériau ainsi obtenu présente lui aussi d'excellentes caractéristiques de résistance à une agres- sIon chimique, par exemple à l'ypérite servant de produit de référence (résistance supérieure à 24 heures) et une grande rapidité et facilité de décontamination après at- taque par l'ypérite. Il apparaît ainsi que l'on fournit, par l'invention, un matériau du type élastomère, résistant bien aux agressions chimiques de fluides gazeux ou liquides, no- tamment du type NBC, en particulier à celle des produits comme l'ypérite servant de produit de référence et qui pré- 3o sente en outre la propriété de permettre une décontamina- tion simple et rapide après agression sans perdre ses ca- ractéristiques initiales. REVENDICATIONS 1) Matériau du type élastomère résistant aux agressions chimiques, notamment du type NBC, et à décontamination facile, caractérisé en ce qu'il résulte de la vulcanisation d'un mélange à base de caoutchouc du type polyéthylene chlorosulfoné et de caoutchouc du type butyle halogéne. 2) Matériau selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il renferme de 85 à 50 parties en poids de caoutchouc butyle halogéné et de 15 à 50 parties en poids de polyéthylène chlorosulfoné avec les ingrédients usuels de fabrication des élastomères, comme des charges de ren- fort, des plastifiants, des agents de protection et ana- logues. 3) Matériau selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu'il comprend, en parties en poids: caoutchouc butyle halogéné 85 à 50 caoutchouc polyéthylène chlorosulfoné 15 à 50 oJ magnésie 2 à 5 charge de noir de carbone 30 à 60 charge blanche O à 20 plastifiant 5 à 20 agent anti-chaleur 1 4) Matériau selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu'il comprend en parties en poids: caoutchouc butyle halogéné 70 caoutchouc polyéthylène chlorosulfoné 30 magnésie 4 0 noir de carbone 50 acide stéarique 2 huile 10 agent anti-oxygène 1 ) Composition vulcanisable pour la fabrication s d'un matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange de caoutchouc polyéthylène chlorosulfoné, de caoutchouc bu- tyle halogéné, et d'ingrédients usuels comme des charges renforçantes, des plastifiants, des agents de protection et analogues et un moyen de vulcanisation ayant la composition suivante, en parties en poids: oxyde de zinc 2 à 5 MBTS 0,5 à 2 TMTD 0,5 à 2 soufre O à 1 6) Composition selon la revendication 5, carac- têrisée en ce que l'agent de vulcanisation a la composition suivante, en parties en poids: oxyde de zinc 4 MBTS 1 TMTD 0,8 soufre 0,4 7) Produits façonnés comme des joints, des gants, des combinaisons, des toiles ou bâche$,et analogues, résistant aux agressions chimiques et à décontamination fa- cile, caractérisés en ce qu'ils sont fabriqués par mise en forme par extrusion, moulage, calandrage, enduction et ana- logue, d'une composition selon la revendication 5 ou la re- vendlcati6n 6, puis vulcanisés.