Brevet FR3124108A1 — publié le 20221223

Procédé de recyclage et de valorisation de déchets composites à base de polycarbonate L’invention concerne un procédé de recyclage de déchets composites à base de polycarbonate comprenant les étapes suivantes : (a) fourniture des déchets composites sous forme de morceaux C ; (b) dissolution des morceaux C de déchets en présence de 1,3-dioxolane P à température de 50°C à 100°C, sous atmosphère inerte à une pression de 20 000 à 300 000 Pa ; (c) séparation du mélange issu de l’étape (b) conduisant à récupérer des fragments insolubles I ainsi qu’un liquide comprenant du solvant et du polycarbonate; (d) précipitation du polycarbonate PC présent dans le liquide issu de l’étape (c), à température de 50°C à 100°C, sous atmosphère inerte à une pression de 20 000 à 100 000 Pa, en présence d’eau sous forme liquide W et/ou de vapeur V et d’au moins un solvant P, permettant d’obtenir un effluent gazeux E et des particules solides de polycarbonate PC. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Procédé de recyclage et de valorisation de déchets composites à base de polycarbonate Domaine de l’invention La présente invention se rapporte au domaine technique des procédés physico-chimiques de recyclage de déchets composites à base de polycarbonate. L’invention se rapporte plus spécifiquement au domaine des procédés de dissolution du polymère des déchets composites à base de polycarbonate, au moyen d’un solvant afin de pouvoir récupérer les fragments insolubles d’une part, mais aussi et surtout de pouvoir récupérer le polycarbonate d’autre part, après retraitement du polycarbonate dissous dans le solvant, pour leur réutilisation ultérieure. État antérieur de la technique Le polycarbonate, généralement de formule -[CO-O-pPh-C(CH 3 ) 2 -pPh-O] n (où n est le nombre d’unités et Ph est un radical divalent phényle), est un polymère formant matière plastique, connu depuis 1953 et commercialisé depuis 1958. Ce polymère est issu généralement de la polycondensation du bisphénol A et d’un carbonate ou du phosphogène. Le polycarbonate est un polymère disposant de très bonnes propriétés, en particulier mécaniques (résistance aux chocs et aux fractures), pouvant présenter une bonne transparence, difficilement inflammable et possédant une grande résistance thermique, permettant son utilisation entre - 100°C et + 120°C. Il est également bon isolant électrique et possède une biocompatibilité. Les polymères de polycarbonate sont largement utilisés pour la fabrication de divers articles de la vie quotidienne, notamment dans les domaines automobiles (corps de rétroviseurs, feux et phares), des équipements électriques et électroniques (boîtiers de téléphone et d’ordinateurs) des emballages et des appareils électroménagers. Pour ces raisons, de grandes quantités de ce matériau sont mises au rebut chaque année. Le processus de son recyclage constitue par conséquent un enjeu écologique et économique majeur. Le recyclage mécanique du polycarbonate seul est généralement aisé. Cependant, la présence d’inserts en particulier métalliques rend ce recyclage impossible. En effet, lorsque l’objet à recycler comprend un insert tel qu’une bande magnétique ou une puce (dans le cas par exemple d’une carte d’identité française ou d’une carte bancaire française) ou des fibres, cela ne permet pas d’obtenir des éléments (métaux, fibres, polycarbonate) de haute pureté valorisables par réutilisation. En effet, un broyage minutieux de ces articles conduit généralement à un mélange de fines particules de composition hétérogène. Ce mélange est difficile à purifier et à réutiliser. À ce jour, il est connu de dissoudre le polycarbonate par au moins un solvant tel que le dichlorométhane ou le chloroforme ou le THF (tétrahydrofurane). Cependant, ces solvants sont toxiques voire CMR (Cancérigène Mutagène Reprotoxique). En outre, il n’existe pas de solution commerciale de recyclage physico-chimique de déchets composites à base de polycarbonate. Il n’existe donc pas de solution satisfaisante à l’heure actuelle permettant de pallier les problèmes de la technique antérieure pour recycler de façon efficace les déchets composites à base de polycarbonate. L’invention consiste à pallier les problèmes de l’état de la technique, en proposant un procédé de recyclage de déchets composites à base de polycarbonate permettant l’obtention séparée de leurs composants, de hautes puretés, et donc une réutilisation de ces composants. L’invention concerne un procédé de recyclage de déchets composites à base de polycarbonate comprenant les étapes suivantes : (a) fourniture des déchets composites sous forme de morceaux ; (b) dissolution des morceaux de déchets en présence de 1,3-dioxolane, à température de 50°C à 100°C, sous atmosphère inerte à une pression de 20 000 à 300 000 Pa ; (c) séparation du mélange issu de l’étape (b) conduisant à récupérer des fragments insolubles ainsi qu’un liquide comprenant du solvant et du polycarbonate; (d) précipitation du polycarbonate présent dans le liquide issu de l’étape (c) à température de 50°C à 100°C, sous atmosphère inerte à une pression de 20 000 à 100 000 Pa, en présence d’eau sous forme liquide et/ou de vapeur et d’au moins un solvant, permettant d’obtenir un effluent gazeux et des particules solides de polycarbonate. Procédé de recyclage de déchets composites à base de polycarbonate comprenant les étapes suivantes : (a) fourniture des déchets composites sous forme de morceaux C ; (b) dissolution des morceaux C de déchets en présence de 1,3-dioxolane P à température de 50°C à 100°C, sous atmosphère inerte à une pression de 20 000 à 300 000 Pa ; (c) séparation (3,5) du mélange issu de l’étape (b) conduisant à récupérer des fragments insolubles I ainsi qu’un liquide comprenant du solvant et du polycarbonate; (d) précipitation du polycarbonate PC présent dans le liquide issu de l’étape (c), à température de 50°C à 100°C, sous atmosphère inerte à une pression de 20 000 à 100 000 Pa, en présence d’eau sous forme liquide W et/ou de vapeur V et d’au moins un solvant P, permettant d’obtenir un effluent gazeux E et des particules solides de polycarbonate PC. Procédé selon la revendication 1, tel que l’étape (c) de séparation est une étape de filtration. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, tel que l’étape (c) peut comprendre plusieurs sous-étapes de filtration . Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, tel que l’étape (c) permet en outre de récupérer au moins un composant A des déchets composites . Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les étapes (b) et (c) sont successives. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel les fragments insolubles I issues de l’étape (c) sont nettoyés par rinçage avec un solvant puis par évaporation et/ou distillation de façon à éliminer toute trace de 1,3-dioxolane. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, tel que le solvant P de l’étape (d) est un alcane choisi dans le groupe formé par l’isohexane, l’hexane, l’heptane, l’octane et le pentane, de préférence le solvant P est l’isohexane. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, tel que l’étape (d) est suivie d’une étape supplémentaire (e) de nettoyage à la vapeur des grains de polycarbonate issus de l’étape (d). Procédé selon la revendication 8, tel qu’il comprend en outre une étape supplémentaire (f) de séchage des grains de polycarbonate issus de l’étape (e). Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, tel que l’étape (d) est suivie d’une étape (g) de condensation de l‘effluent gazeux issu de l’étape (d) conduisant à l’obtention d’un effluent liquide aqueux W et d’un effluent liquide organique P. Procédé selon la revendication 10, tel que l’effluent liquide aqueux issu de l’étape (g) alimente l’étape (d) en eau sous forme liquide W et/ou vapeur V, de préférence liquide W. Procédé selon l‘une des revendications 10 ou 11, tel que l’effluent liquide organique P issu de l’étape (g) alimente l’étape (b) en 1,3-dioxolane et éventuellement l’étape (d) en 1,3-dioxolane si nécessaire. Procédé selon l’une des revendications 10 à 12, tel que l’effluent gazeux de l’étape de nettoyage à la vapeur des fragments insolubles I issus de l’étape (c) alimente l’étape (g). Procédé selon l’une des revendications 10 à 13, tel que l’effluent gazeux de l’étape (e) de nettoyage à la vapeur des grains de polycarbonate issus de l’étape (c) alimente l’étape (g).