Brevet FR3119396A1 — publié le 20220805

La présente invention concerne un copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers (PEBA) pouvant être utilisé pour la fabrication d’un article, de préférence un article moussé. L’invention concerne également des particules expansées préparées à partir dudit copolymère et la fabrication d’un article moussé à partir desdits particules expansées. Copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers pour la fabrication d’un article moussé Domaine de l’invention La présente invention concerne un copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers (PEBA) pouvant être utilisé pour la fabrication d’un article, de préférence un article moussé. L’invention concerne également des particules expansées préparées à partir dudit copolymère et la fabrication d’un article moussé à partir desdits particules expansées. Arrière-plan technique Il est connu d’utiliser des copolymères à blocs polyamides et à blocs polyéthers et plus avantageusement des articles moussés à partir de ce type de copolymères dans le domaine des équipements sportifs, tels que des semelles ou composants de semelles, des gants, raquettes ou balles de golf, des éléments de protection individuelle en particulier pour la pratique du sport (gilets, pièces intérieures de casques, de coques…), grâce à leurs propriétés mécaniques et leur légèreté. Les articles moussés (appelés aussi « article en mousse ») peuvent être préparés par différentes technologies de moussage incluant des procédés d’injection, extrusion, méthode dite « autoclave » ou encore des techniques à partir des particules expansées (« foam beads » en anglais). Plus particulièrement, la préparation de particules expansées peut être réalisée selon différents procédés, par exemples : le document US 2016/0121524 décrit un procédé de fabrication des particules expansées dit « moussage-extrusion » d’un élastomère thermoplastique, comprenant une étape d’extrusion de l’élastomère thermoplastique à l’état fondu comprenant un agent d’expansion physique tel que CO 2 , N 2 ; le document US 2016/0297943 décrit un procédé de fabrication des particules expansées par méthode dite « autoclave », comprenant une étape d’imprégnation des granulés d’élastomères thermoplastiques dans un milieu gazeux à une température et une pression particulières, et une étape d’expansion à une pression réduite par rapport à la pression appliquée lors de l’étape d’imprégnation. La production des articles moussés, souvent moulés, à partir de particules expansées implique généralement l’assemblage de ces particules expansées par fusion, comme telle décrite dans WO 16030333 où les particules expansées ont été soudées dans un moule par apport thermique d’énergie pour obtenir un article moussé et moulé (e.g. semelles de chaussures). Cet apport thermique d’énergie peut être fourni par un flux de vapeur sous pression, un rayonnement électromagnétique ou micro-ondes. Sous l’effet de la pression et de la température, les particules expansées sont partiellement fondues en surface permettant l’inter-diffusion de chaines polymères entre des particules expansées voisines, assurant ainsi leur adhésion. Une bonne cohésion des particules expansées ainsi qu’une faible teneur en macro-vides sont nécessaires pour assurer de bonnes propriétés mécaniques aux articles moussés et moulés. Le document EP 3053732 décrit un procédé de fabrication d’articles moussés par assemblage sous rayonnement électromagnétique des particules expansées. Cependant, il n’est pas toujours facile de préparer un article moussé à partir des particules expansées, notamment dans le cas où l’assemblage de ces particules expansées se fait par moulage. En effet, pendant la mise en forme, les particules expansées ne sont pas toujours capables d’épouser parfaitement la forme du moule avec une forme prédéfinie, surtout lorsque la forme est complexe. Pour tenter de résoudre ce problème, une pression élevée peut être appliquée pour « forcer » les particules expansées à épouser la forme du moule, mais cela conduit généralement à l’augmentation de la densité et à la destruction de la bonne tenue mécanique des articles moulés suite à l’écrasement des particules expansées lors de l’assemblage. On peut également augmenter la température pour fondre davantage les particules, mais cela induit généralement des défauts de surfaces aux articles moulés. Le document JP 2016188342 décrit un article moussé par moulage. Il décrit qu’il est possible d’améliorer la propriété de fusion entre les particules expansées en diminuant la cristallinité de la couche superficielle des particules. Pour cela, il propose d’imprégner un inhibiteur de cristallinité de type composé phénoliques sur la surface des particules. Il existe une demande continue sur le marché pour des articles moussés toujours plus légers et plus performants, à savoir des articles moussés aux propriétés améliorées en terme de densité, d’homogénéité, tout en conservant des propriétés mécaniques requises pour une application finale. La présente invention a donc pour but de fournir des copolymères à blocs polyamides et à blocs polyéthers, permettant de préparer des articles moussés, de préférence à partir des particules expansées fabriquées à partir desdits copolymères, de faibles densités, de homogénéités améliorées et de bonnes propriétés mécaniques, telles que l’aptitude au rebond, faible déformation rémanente en compression, l’aptitude à endurer des impacts répétés sans se déformer et aptitude à revenir à la forme initiale. Copolymère à blocs polyamide et à blocs polyéther (PEBA), adapté à la préparation des particules expansées, présentant :- une cristallinité telle que l’enthalpie de fusion mesurée en DSC lors de la deuxième chauffe à une vitesse de 20°C/minute selon la norme ISO 11357-3 (delta Hm(2)), soit égale ou supérieure à 15 J/g, cette fusion correspondant à celle des motifs amide, - une température de ramollissement Vicat (VST) supérieure ou égale à 75°C et inférieure ou égale à 120°C selon la norme ISO 306 (méthode A50). Copolymère selon la revendication 1, dans lequel les blocs polyamides du copolymère PEBA sont des blocs copolyamides. Copolymère selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les blocs polyamides sont des blocs choisis parmi les blocs PA 6/11, PA 6/12, PA 11/12, PA 6/11/12, PA 6/66/12, PA 6/1010, PA 6/1012, PA 6/1010/1012, PA 6/1012/12, PA 6/66/11/12, PA 6/1010/1012/1014, ainsi que leurs mélanges. Copolymère selon la revendication 1, dans lequel les blocs polyamides du copolymère PEBA sont choisis parmi les blocs polyamides résultant de la condensation d’un acide α,ω-aminocarboxylique ou d’un lactame , de préférence choisis parmi les blocs PA 11, PA 12, ledit copolymère ayant une masse molaire moyenne en nombre (Mn) des blocs polyamides de 400 à 1500 g/mol, plus préférentiellement de 500 à 1200 g/mol, et encore plus préférentiellement de 500 à 1000 g/mol et/ou la masse molaire moyenne en nombre (Mn) des blocs polyéthers de 400 à 2000 g/mol, plus préférentiellement de 500 à 1500 g/mol, et encore plus préférentiellement de 500 à 1000 g/mol. Copolymère selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les blocs polyéthers sont choisis parmi des blocs issus de PEG, de PPG, de PO3G et/ou de PTMG, de préférence de PTMG. Copolymère selon l’une des revendications précédentes, ayant une dureté instantanée inférieure ou égale à 72 Shore D, de préférence encore inférieure ou égale à 55 Shore D, de préférence encore inférieure ou égale à 45 Shore D. Copolymère selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la proportion massique de blocs polyéthers dans le copolymère est au moins 50% par rapport au poids total du copolymère. Particules expansées d’un copolymère selon l’une des revendications 1 à 7. Particules expansées selon la revendication 8, ayant une forme sphérique, ellipsoïde ou triangulaire, de préférence sphérique ayant une taille moyenne compris entre 2 à 20 mm. Particules expansées selon l’une des revendications 8 ou 9, présentant une densité inférieure ou égale à 200 kg/m 3 , ou mieux inférieure ou égale à 150 kg/m 3 , plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 kg/m 3 . Article, de préférence un article moussé, comprenant au moins un élément constitué d’un copolymère selon l’une des revendications 1 à 7 ou des particules expansées selon l’une des revendications 8 à 10. Article selon la revendication 11 étant choisi parmi les semelles de chaussures, notamment les semelles de chaussures de sport, les ballons ou balles, les gants, les équipements de protection individuels, les semelles pour rails, les pièces automobiles, les pièces de construction et les pièces d’équipements électriques et électroniques. Procédé de préparation d’un article selon la revendication 11 ou 12 par moulage. Procédé selon la revendication 13 comprenant une étape d’assemblage des particules expansées selon l’une des revendications 8 à 10 par pressage à chaud en utilisant une presse à chaud et/ou un soudage à la vapeur dans un moule. Procédé selon la revendication 13, comprenant : - une étape d’imprégnation dans un moule d’un copolymère selon l’une des revendication 1 à 8, sous forme de granulés, avec un agent d’expansion, optionnellement un ou plusieurs polymères autres que le copolymère et/ou un ou plusieurs additifs; - une étape d’expansion pour produire les particules expansées du copolymère ; et - une étape d’assemblage des particules expansées pour former l’article moussé dans le moule, les étapes d’expansion et d’assemblage ayant lieu simultanément.