Brevet FR3135720A1 — publié le 20231124

La présente demande porte sur un procédé de production d'une mousse en polyuréthane moulée recyclée pour siège à partir d'une mousse en polyuréthane moulée usagée Figure de l’abrégé : Figure 1 Recyclage de polyol produit à partir de mousse en polyuréthane moulée La présente divulgation relève du domaine des mousses en polyuréthane moulées pour siège automobile. En particulier, la présente divulgation relève du recyclage de ces mousses en polyol pour former de nouvelles mousses en polyuréthane moulées. La synthèse des matériaux en polyuréthane (mousses rigides et souples, élastomères, adhésifs, …) repose sur la réaction de polyaddition entre un polyol, par exemple un polyphénol, et un composé polyisocyanate. Un polyol doit présenter des propriétés spécifiques pour être utilisé dans la fabrication des matériaux polyuréthane. Par exemple, un polyol destiné à la fabrication d'une mousse en polyuréthane moulée haute résilience pour siège automobile présente préférablement une viscosité à 25°C comprise entre 800 mPa.s et 1200 mPa.s, un indice hydroxyle compris entre 26 mg(KOH).g -1 et 32 mg(KOH).g -1 et un indice d'acide inférieur à 0,1 mg(KOH).g -1 . En effet, un polyol présentant une telle viscosité est liquide et se mélange facilement avec le composé polyisocyanate et d'éventuels additifs lors de la fabrication classique d'une mousse en polyuréthane à la température ambiante ou dans un moule chauffé entre 50 et 75°C. De plus la gamme d'indice hydroxyle indiquée ci-dessus permet l'obtention d'un réseau tridimensionnel réticulé conférant à la mousse, entre autres, des propriétés mécaniques adaptées à son utilisation dans un siège automobile. Les polyols et les composés polyisocyanates sont des polymères d'origine pétrochimique dont la production génère des quantités importantes de CO 2 . Afin de réduire la dépendance au pétrole, et également diminuer la quantité de CO 2 émis, il est nécessaire d'utiliser des polyols et des composés polyisocyanates d'origine non-pétrochimique ou recyclés. Aujourd'hui, les mousses en polyuréthane moulées pour siège usagées sont principalement incinérées ou enfouies, elles ne sont donc pas recyclées. Elles représentent donc une source, alternative au pétrole, de production de polyols qui peuvent ensuite servir à produire de nouvelles mousses en polyuréthane moulées pour siège, créant un cercle vertueux du recyclage de ces mousses. Produire, à partir de ces mousses usagées, un polyol qui présente les propriétés souhaitées pour la production de mousses pour siège automobile n'est pas évidente. En effet, pour produire une mousse en polyuréthane moulée recyclée ayant des propriétés de confort et répondant aux exigences des sièges automobiles, il est nécessaire que la dépolymérisation du polyuréthanne de ces mousses usagées permette de découper très précisément la structure réticulée du polyuréthanne afin de produire de petites molécules comprenant des groupements hydroxyles capables de réagir ultérieurement avec les isocyanates. Il est ainsi du mérite des inventeurs d'avoir trouvé un procédé qui répond à ce besoin. Résumé Il est proposé un procédé de production d'une mousse en polyuréthane moulée recyclée pour siège, en particulier pour siège d'automobile, pour siège d'avion, pour siège pour l'ameublement, plus particulièrement pour siège d'automobile, comprenant les étapes suivantes : a) traitement par acidolyse d'une mousse en polyuréthane moulée pour obtenir un liquide visqueux, b) mélange du liquide visqueux avec un premier polyol et un agent de neutralisation pour obtenir un mélange de polyols recyclés, et c) mise en contact du mélange de polyols recyclés, d'un additif et d'un composé polyisocyanate pour produire la mousse en polyuréthane moulée recyclée pour siège, ledit procédé étant caractérisé en ce que la mousse en polyuréthane moulée est une mousse en polyuréthane moulée haute résilience pour siège, en particulier pour siège d'automobile, pour siège d'avion, pour siège pour l'ameublement, plus particulièrement pour siège d'automobile, et le ratio massique liquide visqueux:premier polyol dans le mélange de polyols recyclés est compris entre 90:10 et 10:90, en particulier entre 80:20 et 20:80, tout particulièrement entre 50:50 et 75:25. Au cours de l'étape a) de traitement par acidolyse, qui est une étape classique connue de l'homme du métier, le polyuréthane de la mousse en polyuréthane moulée va se dépolymériser pour former le liquide visqueux comprenant des composés aminés et des polyols. Les polyols du liquide visqueux réagissent avec le composé polyisocyanate lors de l'étape c) du procédé de la présente invention pour produire la mousse en polyuréthane moulée recyclée pour siège qui peut comprendre jusqu'à 30% massique de mousse en polyuréthane moulée. Cependant les inventeurs ont constaté que le liquide visqueux ne peut être mis en œuvre en tant que tel dans l'étape c) à cause de sa viscosité élevée et de son indice d'acide élevé. En effet, sa viscosité élevée perturbe son pompage et son injection dans le moule permettant la production de la mousse en polyuréthane moulée. De plus, la mousse en polyuréthane moulée produite est déstabilisée par la viscosité élevée et l'indice d'acide élevé du liquide visqueux. Sans être liés par aucune théorie, les inventeurs sont d'avis que la viscosité élevée du liquide visqueux est due à la dépolymérisation incomplète et/ou non sélective des segments durs uréthane et urée de la mousse en polyuréthane moulée dans l'étape a) qui produit des particules d'oligomère de faible diamètre (très inférieur à 100 µm) dans un milieu liquide. L’indice d’acide élevé du liquide visqueux résulte, quant à lui, de l’utilisation d'acide lors de l’étape a) d’acidolyse de la mousse en polyuréthane moulée. Il est du mérite des inventeurs d'avoir trouvé que l'étape b) du procédé de l'invention permet de résoudre ce problème. En effet, les inventeurs sont d'avis que le mélange de polyols recyclés présente une viscosité et un indice d'acide adaptés à l'étape c) grâce, respectivement, au premier polyol et à l'agent de neutralisation. En particulier, la viscosité et l'indice d'acide du mélange de polyols recyclés permet la mise en œuvre de l'étape c) dans un contexte industriel normal donc sans modification des équipements classiques. Ainsi, grâce aux étapes a), b) et c), le procédé de la présente invention crée un cercle vertueux de recyclage d'une quantité importante de mousse en polyuréthane moulée pour siège usagée en mousse en polyuréthane moulée recyclée pour siège, alors que cet élément n'est normalement pas recyclé. Grâce à ce cercle vertueux, le procédé de la présente invention permet de réduire l'impact environnemental, de réduire la pollution générée par l'incinération de la mousse en polyuréthane moulée pour siège usagée, et de réduire l’émission de CO 2 de la filière de production de cette mousse. Le procédé de la présente invention permet également de réduire et de limiter la volatilité des couts de production de la mousse en polyuréthane moulée pour siège en limitant la quantité de polyols d'origine pétrolière incorporée à cette mousse. De plus, la mousse produite par le procédé de la présente invention présente des propriétés mécaniques, en particulier une densité, une résistance au déchirement (" Tear propagation Strength " selon la terminologie anglaise), une déformation rémanente après compression à épaisseur constante (" Compression set " selon la terminologie anglaise) du même ordre de grandeur qu'une mousse moulée industrielle produite à partir de polyols d'origine pétrochimique et couramment utilisée dans des sièges d'automobiles. La mousse moulée produite par le procédé de la présente invention présente également une réactivité, caractérisée par un profil de montée (" foam rise profile " selon la terminologie anglaise), comparable au profil de montée d'une mousse industrielle produite à partir de polyols d'origine pétrochimique et couramment utilisée dans des sièges. La mousse produite par le procédé de la présente invention peut donc être utilisée dans des sièges, en particulier pour sièges d'automobile, pour sièges d'avion, pour sièges pour l'ameublement. En outre, cette mousse ne nécessite pas de modifier le procédé industriel classique de production de mousse en polyuréthane moulée pour siège. Selon un autre aspect, il est proposé une mousse en polyuréthane moulée pour siège, en particulier pour siège d'automobile, pour siège d'avion, pour siège pour l'ameublement, plus particulièrement pour siège automobile susceptible d'être obtenue par le procédé de la présente invention. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 montre un profil de montée de mousses selon l'invention (Polyol 50%.et Polyol 75%) et d'une mousse comparative. Fig. 2 montre différentes photos de mousses selon l'invention et d'une mousse de référence. Fig. 3 montre un graphe comparant la densité d'une mousse selon l'invention et d'une mousse de référence. Fig. 4 montre un graphe comparant la résistance au déchirement d'une mousse selon l'invention et d'une mousse de référence. Fig. 5 montre un graphe comparant la déformation rémanente après compression à épaisseur constante d'une mousse selon l'invention et d'une mousse de référence. Procédé de production d'une mousse en polyuréthane moulée recyclée pour siège comprenant les étapes suivantes : a) traitement par acidolyse d'une mousse en polyuréthane moulée pour obtenir un liquide visqueux, b) mélange du liquide visqueux avec un premier polyol et un agent de neutralisation pour obtenir un mélange de polyols recyclés, et c) mise en contact du mélange de polyols recyclés, d'un additif et d'un composé polyisocyanate pour produire la mousse en polyuréthane moulée recyclée pour siège, ledit procédé étant caractérisé en ce que la mousse en polyuréthane moulée est une mousse en polyuréthane moulée haute résilience pour siège, et le ratio massique liquide visqueux:premier polyol dans le mélange de polyols recyclés est compris entre 90:10 et 10:90. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le liquide visqueux présente les propriétés suivantes : - un indice hydroxyle compris entre 20 mg(KOH).g -1 et 100 mg(KOH).g -1 , - un indice d'acide supérieur à 1 mg(KOH).g -1 , et - une viscosité à 25°C supérieure à 15 000 mPa.s. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le premier polyol est choisi parmi le glycérol alcoxylé, le sorbitol alcoxylé, la diéthyle triamine alcoxylé, le sucrose alcoxylé, les polyols à base de polyoxypropylène glycol et leurs mélanges. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'étape b) est réalisée en 1 ou plusieurs fois. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le mélange de polyols recyclés présente un indice d'acide inférieur ou égale à 1 mg(KOH).g -1 et au moins une des caractéristiques suivantes : - une viscosité à 25°C comprise entre 500 mPa.s et 15 000 mPa.s, et - un indice hydroxyle compris entre 20 mg(KOH).g -1 et 100 mg(KOH).g -1 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 comprenant en outre, entre l'étape b) et l'étape c) : - une étape de mélange du mélange de polyols recyclés avec un deuxième polyol pour obtenir un mélange de polyols formulés qui est ensuite mis en œuvre dans l'étape c), le ratio massique mélange de polyols recyclés:deuxième polyol dans le mélange de polyols formulés étant compris entre 1:99 et 99:1. Procédé selon la revendication 6 dans lequel le deuxième polyol est choisi parmi les polyols à base de polyoxypropylène-polyoxyéthylène glycols initiés au glycérol. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le composé polyisocyanate est choisi parmi le diisocyanate de m-phénylène, le 2,4-diisocyanate de toluène, le 2,6-diisocyanate de toluène, le 1,6-diisocyanate de héxamethylène, le 1,4-diisocyanate de tétraméthylène, le 1,4-diisocyanate de cyclohexane, le diisocyanate de héxahydrotoluène, le 1,5-diisocyanate de naphthylène, le methoxyphenyl-2,4-diisocyanate, le 4,4′-diisocyanate diphénylméthane et ses isomères, le diisocyanate de 4,4′-biphenylene, le diisocyanate de 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenyl, le diisocyanate de 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenyl, le 4,4′-diisocyanate de 3,3′-dimethyldiphenylmethane, le triisocyanate de 4,4′,4″-triphényl méthane, un polyphénylisocyanate polyméthylène, du diisocyanate diphénylméthane polymérique, le diisocyanate isophorone, le 2,4,6-triisocyanate toluène, le 4,4′-dimethyldiphenylmethane-2,2′,5,5′-tetraisocyanate, l’ester polyméthylènepolyphénylique de l’acide isocyanique et leurs mélanges. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel le ratio massique mélange de polyols recyclés:composé polyisocyanate est compris entre 1:99 et 95:5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel l'additif est choisi parmi un tensioactif, un réticulant, un agent retardateur de flamme, un agent gonflant, un agent démoulant, un agent anti-hydrolyse, un biocide et leurs mélanges.