INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Il comprend en général de 15% à 35% en poids d'acrylonitrile, de 5% à 30% en poids de butadiène et de 35% à 80% en poids de styrène, par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène.
De préférence, le polymère acrylonitrile-butadiène-styrène présente une masse molaire moyenne en nombre Mn comprise entre 50 000 et 75 000 g/mol.
le polymère acrylonitrile-butadiène-styrène présente une masse molaire moyenne en masse comprise entre 100 000 et 150 000 g/mol.
De préférence, le polymère acrylonitrile-butadiène-styrène présente une masse molaire moyenne en nombre Mn comprise entre 50 000 et 75 000 g/mol, et une masse molaire moyenne en masse comprise entre 100 000 et 150 000 g/mol.
Selon un mode de réalisation particulier, le polymère acrylonitrile-butadiène-styrène ou le dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène est recyclé.
Par polymère recyclé, on entend un polymère post-consommation, c’est-à-dire ayant déjà servi pour la fabrication d’un objet. Par opposition, un polymère vierge (ou natif) est un polymère obtenu à l’issue du procédé de polymérisation permettant sa préparation à partir d’un ou plusieurs monomères. Il existe également des polymères post-industriels, qui désignent les déchets plastiques générés par les fabricants des produits de consommation mentionnés ci-dessus. Enfin, les polymères post-production sont les déchets générés par les producteurs de matières plastique. Les propriétés thermomécaniques des polymères post-production sont beaucoup plus proches de celles des polymères vierges que de celles des polymères post-consommation ou post-industriel. En effet, un polymère post-consommation a subit des chocs et/ou des variations de températures et/ou des rayonnements UV, et ses propriétés thermomécaniques sont amoindries par rapport à celles d’un polymère vierge ou à celles d’un polymère post-production. Un polymère post-industriel présente également des propriétés modifiées par rapport à un polymère vierge dans la mesure où il a subi des étapes de transformation.
Un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé selon l’invention est un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène post-consommation ou un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène post-industriel, de préférence post-consommation.
- au moins un additif anti-oxydant.
De préférence, dans la composition selon l’invention, la teneur massique en additif haute tenue thermique varie de 15% à 35%, préférentiellement de 18% à 30%, avantageusement de 20% à 25% en masse par rapport à la masse totale de la composition.
De préférence, dans la composition selon l’invention, la teneur massique totale en additif modificateur d’impact varie de 8% à 35%, de préférence de 10% à 25%, préférentiellement de 12% à 20%, avantageusement de 13% à 18% en masse par rapport à la masse totale de la composition.
De préférence, dans la composition selon l’invention, le ratio entre la teneur massique totale en additif modificateur d’impact et la teneur massique en additif haute tenue thermique varie de 0,3 à 2,0, de préférence de 0,4 à 1,5, préférentiellement de 0,5 à 1,2, plus préférentiellement de 0,6 à 1,0, avantageusement de 0,65 à 0,85.
De préférence, dans la composition selon l’invention, la teneur en polymère acrylonitrile-butadiène-styrène ou en dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène varie de 40% à 75%, préférentiellement de 50% à 70%, plus préférentiellement de 55% à 65%, avantageusement de 60% à 65% en masse par rapport à la masse totale de la composition.
De préférence, la composition selon l’invention est caractérisée par un module de flexion à 23°C d’une valeur supérieure ou égale à 1800 MPa, préférentiellement supérieure ou égale à 2000 MPa, plus préférentiellement supérieure ou égale à 2300 MPa, plus préférentiellement comprise entre 2000 MPa et 2800 MPa, avantageuseument comprise entre 2200 MPa et 2500 MPa, avantageusement comprise entre 2300 et 2500 MPa.
La valeur du module de flexion de la composition selon l’invention est déterminée suivant la norme ISO 178 (version de 2019).
De préférence, la composition selon l’invention est caractérisée par une résistance au choc IZOD d’une valeur supérieure ou égale à 7,5 kJ/m², préférentiellement supérieure ou égale à 8,0 kJ/m², plus préférentiellement supérieure ou égale à 9,8 kJ/m², plus préférentiellement comprise entre 8,5 et 16 kJ/m², plus préférentiellement comprise entre 9,0 et 15 kJ/m², avantageuseument comprise entre 9,8 et 12,5 kJ/m².
La valeur de la résistance au choc IZOD de la composition selon l’invention correspond à la résistance au choc IZOD entaillé à 23 °C déterminée suivant la norme ISO 180 de 2019.
De préférence, la composition selon l’invention est caractérisée par une température de fléchissement sous charge (TFC, ou HDT selon l’acronyme anglais) d’une valeur supérieure ou égale à 95°C, de préférence supérieure ou égale à 96°C, préférentiellement supérieure ou égale à 97°C, plus préférentiellement supérieure ou égale à 98°C, plus préférentiellement encore supérieure ou égale à 99°C. La valeur de la température de fléchissement sous charge peut être de préférence comprise entre 95°C et 103°C, avantageusement comprise entre 97°C et 101°C.
La valeur de la température de fléchissement sous charge de la composition selon l’invention est déterminée suivant la norme ISO 75-2A (version de 2013).
De préférence, la composition selon l’invention est caractérisée par un point de ramollissement Vicat d’une valeur supérieure ou égale à 94°C, de préférence supérieure ou égale à 97°C, préférentiellement supérieure ou égale à 99°C, plus préférentiellement supérieure ou égale à 100°C, plus préférentiellement encore supérieure ou égale à 103°C. La valeur du point de ramollissement Vicat peut être de préférence comprise entre 94°C et 110°C, avantageusement comprise entre 101°C et 105°C.
La valeur du point de ramollissement Vicat de la composition selon l’invention est déterminée suivant la norme ISO 306 (version de 2013).
P olymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) et dérivés
La composition selon l’invention comprend un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène ou un dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène.
6. La paroi latérale de la partie de volute inférieure porte la deuxième entrée de combustible et la paroi latérale de la partie conique porte la troisième entrée de combustible, ce qui, d'une part, évite la concentration thermique et, d'autre part, est plus favorable à la dispersion du combustible dans le gaz de combustion et avantageux pour le contact et l'échange thermique entre le combustible et le matériau à calciner.
On comprendra qu'aussi bien la description générale ci-dessus que la description détaillée ci-après sont des illustrations et des explications données à titre d'exemple, et ne doivent pas être considérées comme des limitations au contenu revendiqué de la présente invention.
Brève description des figures D'autres objectifs, fonctions et avantages de la présente invention sont clarifiés par le biais de la description suivante des modes de réalisation de la présente invention, en se référant aux figures d'accompagnement suivantes :
la est une vue d'ensemble schématique d'un calcinateur selon un mode de réalisation préféré de la présente invention,
la est une vue en coupe prise le long de la ligne A-A sur la et
la est une vue de dessus du calcinateur représenté sur la .
Numéros de référence : 100 Calcinateur 10 Corps inférieur de calcinateur 11 Entrée de gaz de combustion 12 Partie de volute inférieure 13 Partie conique 14 Troisième entrée de combustible 15 Troisième entrée de matériau à calciner 16 Deuxième entrée de combustible 17 Deuxième entrée de matériau à calciner 20 Canal de volute inférieur 21 Entrée d'air 22 Sortie 23 Première entrée de combustible 24 Première entrée de matériau à calciner 30 Corps central de calcinateur 31 Partie à passage réduit 40 Corps supérieur de calcinateur 41 Partie rétrécie 42 Sortie latérale supérieure 43 Partie en forme de dôme 50 Partie de volute supérieure 60 Cylindre de connexion
Les objectifs et fonctions de la présente invention et les procédés pour atteindre ces objectifs et fonctions sont clarifiés en se référant aux exemples de modes de réalisation. Cependant, la présente invention ne se limite pas aux exemples de modes de réalisation divulgués ci-dessous et elle peut être mise en œuvre sous diverses formes. La description vise seulement à aider l'homme du métier à avoir une compréhension exhaustive des détails spécifiques de la présente invention.
On notera que les termes utilisés ici servent seulement à décrire des modes de réalisation et ne visent pas à limiter les exemples de modes de réalisation de la présente invention. Telle qu'elle est utilisée ici, la forme particulière d'une fonction est sensée inclure diverses formes de celle-ci, sauf si le contexte en décide clairement autrement. De plus, on comprendra aussi que, lorsque les expressions "comprend" et/ou "comprenant" sont utilisées dans cette description, elles indiquent la présence de certaines éléments, composants, caractéristiques, valeurs entières, étapes, et/ou opérations, mais n'excluent pas la présence ou l'ajout d'un ou plusieurs autres éléments, composants, caractéristiques, valeurs entières, étapes, opérations et/ou combinaisons de ceux-ci.
Les nombres ordinaux tels que "premier" et "deuxième" cités dans la présente invention sont de simples identifiants et n'ont pas d'autre sens tel que d'identifier un ordre spécifique ou autre. De plus, par exemple, l'expression "premier composant" n'implique pas en soi l'existence d'un "deuxième composant" et l'expression "deuxième composant" n'implique pas en soi l'existence d'un "premier composant".
On notera que les termes "supérieur", "inférieur" "avant", "arrière", "gauche", "droit" "intérieur", "extérieur" et autres expressions similaires sont utilisés ici uniquement dans un but illustratif et non limitatif.
La présente invention concerne un calcinateur 100. Le calcinateur 100 selon la présente invention peut être utilisé, par exemple, dans le domaine des matériaux de construction et de l'industrie chimique, et peut être utilisé pour calciner divers matériaux à calciner, comme par exemple la farine brute pour la production de ciment. Ensuite, le calcinateur 100 selon la présente invention est décrit à titre d'exemple pour calciner la farine brute pour la production de ciment, mais cela ne signifie pas que le calcinateur selon la présente invention est limité à la calcination de la farine brute pour la production de ciment. Enfin, l'air tertiaire mentionné ci-dessous désigne l'air sec déchargé par le système de broyage, communément appelé gaz d'échappement, après la séparation de la poussière, et le mélange air/poudre avec la majeure partie du charbon pulvérisé séparée est envoyé vers le four pour brûler dans le mélange air chaud/poudre alimentant le système de broyage de stockage intermédiaire. En tant que fluide pour introduire le charbon pulvérisé, il est appelé air primaire pendant l'introduction du charbon pulvérisé et appelé air tertiaire uniquement quand il est introduit dans un foyer par une buse séparée. Contenant une petite quantité de charbon pulvérisé et doté d'une grande vitesse, l'air tertiaire a un fort effet de mélange sur un processus de combustion de charbon pulvérisé et supplée à l'oxygène nécessaire pour une étape de calcination. Du fait de sa faible température et de sa forte teneur en vapeur d'eau, l'air tertiaire a pour effet de réduire la température du foyer.
Dans un mode de réalisation préféré, comme le montrent les à 3, le calcinateur 100 comprend un corps inférieur de calcinateur 10, un corps central de calcinateur 30, un corps supérieur de calcinateur 40, une partie de volute supérieure 50 et un cylindre de connexion 60. Le corps inférieur de calcinateur 10 est configuré pour introduire du gaz de combustion à haute température depuis un four rotatif (non représenté) et de l'air tertiaire, et pour introduire un combustible et de la farine brute. Le corps central de calcinateur 30 sert de zone combustion principale du calcinateur 100. Le corps supérieur de calcinateur 40 change l'état de tourbillonnement du flux d'air dans le corps central de calcinateur 30, de sorte que le flux d'air est dominé par un flux laminaire au lieu de tourbillons, ce qui favorise l'effet de mélange du flux de combustion, de la farine brute et du combustible. La partie de volute supérieure 50 est configurée pour faire tourner le flux d'air à nouveau en sens inverse, favorisant encore l'effet de mélange du gaz de combustion, de la farine brute et du combustible et prolongeant le temps de séjour du flux d'air dans le cylindre de connexion 60. Le cylindre de connexion 60 peut offrir un espace de calcination pour le combustible.
Plus précisément, en se référant à la , le calcinateur 100 comprend des corps de calcinateur inférieur, central et supérieur 10, 30 et 40 cylindriques qui sont disposés verticalement et en liaison les uns avec les autres. Le calcinateur 100 comprend en outre une partie de volute supérieure 50 en liaison avec le corps supérieur de calcinateur 40 et le cylindre de connexion 60 disposés sous la partie de volute supérieure 50. Par ailleurs, le corps inférieur de calcinateur 10, le corps central de calcinateur 30 et le corps supérieur de calcinateur 40 sont disposés verticalement sur un côté du calcinateur 100 le long du même axe. La partie de volute supérieure 50 et le cylindre de connexion 60 sont disposés verticalement sur l'autre côté du calcinateur 100 le long du même axe.
Le corps inférieur de calcinateur 10 comprend une partie conique 13 à l'extrémité inférieure et une partie de volute inférieure 12 au-dessus de la partie conique 13. La partie conique 13 peut être une structure en forme de cône ayant un diamètre augmentant progressivement le long d'une direction verticale vers le haut. Une entrée de fond de la partie conique 13 sert d'entrée de gaz de combustion 11. L'entrée de gaz de combustion 11 est configurée pour introduire le gaz de combustion depuis le four rotatif, lequel gaz de combustion est un gaz de combustion à haute température (environ 1050 °C). De préférence, du fait que le gaz de combustion à haute température introduit depuis le four rotatif par l'entrée de gaz de combustion a une teneur en NOx relativement élevée, son émission directe sans traitement n'est pas favorable à la protection de l'environnement. Afin de réduire les émissions de NOx et compte tenu du fait que le gaz de combustion à haute température introduit depuis le four rotatif a une faible teneur en oxygène (généralement environ 2,5%), la partie conique 13 peut être dotée d'une troisième entrée de combustible 14 en communication avec la partie conique. Le combustible (qui peut être du charbon, du coke de pétrole, du gaz naturel ou de l'huile lourde) introduit par la troisième entrée de combustible 14 est brûlé dans une atmosphère pauvre en oxygène pour produire du CO qui est soumis une réaction de réduction avec du NOx pour produire du CO2 et du N2, éliminant ainsi le NOx produit dans le four rotatif.
La partie de volute inférieure 12 comprend un canal de volute inférieur 20 et une entrée d'air 21 pour introduire de l'air tertiaire. Le canal de volute inférieur 20 introduit l'air tertiaire dans la partie de volute inférieure 12 via une sortie 22 configurée pour communiquer tangentiellement avec une paroi latérale de la partie de volute inférieure 12. Autrement dit, l'entrée d'air 21 pour introduire de l'air tertiaire et la sortie 22 pour introduire l'air tertiaire dans la partie de volute inférieure 12 sont disposées respectivement à deux extrémités du canal d'air tertiaire 20. Le canal de volute inférieur 20 est en communication avec une première entrée de combustible 23 et une première entrée de matériau à calciner 24. Une ou plusieurs premières entrées de combustible 23 et une ou plusieurs premières entrées de matériau à calciner 24 peuvent être prévues. La première entrée de combustible 23 est de préférence disposée au sommet du canal de volute inférieur 20, près de la paroi latérale de la partie de volute inférieure 12. De préférence, afin d'augmenter le temps de séjour du combustible dans l'air tertiaire pour faciliter la combustion rapide du combustible, l'angle de rotation tangentiel du canal de volute inférieur ne peut pas être inférieur 180°, et est de préférence supérieur à 270°. Autrement dit, l'angle de rotation à partir de l'orientation de l'entrée d'air 21 le long de la direction d'écoulement de l'air tertiaire vers l'orientation de la sortie 22 n'est pas inférieur à 180°, et est de préférence supérieur à 270°. Le canal de volute inférieur 20 et la partie de volute inférieure 12 peuvent être connectés de manière fixe (p. ex. par soudure) ou peuvent être séparés pour faciliter le démontage et la maintenance.
Typiquement, un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène post-consommation présente une valeur de module de flexion inférieure ou égale à 2700 MPa, de préférence inférieure ou égale à 2550 MPa, de préférence allant de 2200 MPa à 2700 MPa, préférentiellement allant de 2300 à 2550 MPa, et/ou une valeur de résistance au choc IZOD inférieure ou égale à 12 kJ/m², de préférence inférieure ou égale à 8 kJ/m², de préférence allant de 6 à 12 kJ/m², préférentiellement allant de 6,5 à 8 kJ/m², et/ou une valeur de température de fléchissement sous charge inférieure ou égale à 91°C, de préférence comprise entre 85°C et 91°C.
Le polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé est obtenu après collecte de produits de consommation comprenant du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène, broyage de ces produits, séparation des broyats comprenant du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène et fonte de ces broyats.
T erpolymère d’un monomère maléimide N-substitué, d'un monomère vinylique et d'un monomère d'anhydride d'acide dicarboxylique insaturé , polyalphaméthylstyrène et leurs mélanges
La composition selon l’invention peut comprendre un additif haute tenue thermique comprenant un terpolymère d’un monomère maléimide N-substitué, d'un monomère vinylique et d'un monomère acide dicarboxylique insaturé (nommé terpolymère P dans la suite de la description).
Le monomère maléimide N-substitué est de préférence choisi dans le groupe constitué par les N-alkylmaléimides, tels que le N-méthylmaléimide, le N-éthylmaléimide, le N-butylmaléimide et le N-cyclohexylmaléimide, et les N-arylmaléimides, tels que le N-phénylmaléimide, le N-méthylphénylmaléimide et le N-chlorophénylmaléimide. De préférence, le monomère maléimide N-substitué est le N-phénylmaléimide.
La teneur en monomère maléimide N-substitué va de préférence de 45 à 55% en poids par rapport au poids total du terpolymère P.
Le monomère vinylique est de préférence choisi dans le groupe constitué par le styrène, l'o-méthylstyrène, le m-méthylstyrène, le p-méthylstyrène, le 2,4-diméthylstyrène, l'éthylstyrène, le p-tert-butylstyrène, l'α-méthylstyrène et l'α-méthyl-p-méthylstyrène. De préférence, le monomère vinylique est le styrène.
La teneur en monomère vinylique va de préférence de 40 à 50% en poids par rapport au poids total du terpolymère P.
Le monomère d'anhydride d'acide dicarboxylique insaturé est de préférence choisi parmi l'anhydride maléique, l'anhydride itaconique, l'anhydride citraconique et l'anhydride aconitique. De préférence, le monomère d'anhydride d'acide dicarboxylique insaturé est l’anhydride maléique.
La teneur en monomère d'anhydride d'acide dicarboxylique insaturé va de préférence de 5 à 10% en poids par rapport au poids total du terpolymère P.
De préférence, le terpolymère P présente une masse molaire moyenne en poids comprise entre 70 000g/mol et 300 000g/mol et/ou une température de transition vitreuse comprise entre 184°C et 197°C.
De préférence, le terpolymère P est un terpolymère N-phénylmaléimide-styrène-anhydride maléique.
Le terpolymère N-phénylmaléimide-styrène-anhydride maléique comprend de préférence de 45 à 55% en poids de N-phénylmaléimide, de 40 à 50% en poids de styrène et de 5 à 10% en poids d'anhydride maléique.
A titre d’exemple, le terpolymère N-phénylmaléimide-styrène-anhydride maléique peut être choisi parmi les terpolymères N-phénylmaléimide-styrène-anhydride maléique commerciaux disponibles sous la référence DENKA® IP MS-CP ou DENKA® IP MS-NJP, de la société DENKA.
Polyalphaméthylstyrène La composition selon l’invention peut comprendre un additif haute tenue thermique comprenant un polyalphaméthylstyrène.
A titre d’exemple, l’additif haute tenue thermique comprenant un polyalphaméthylstyrène peut être le produit commercial disponible sous les références ACMA00017077 et ACM9011114 de la société Alpha chemistry, ou le produit commercial disponible sous la référence M-80 de la société Jiasheng High-Tech Modified Material Co.,Ltd.
La présente invention concerne également un procédé d’amélioration d’au moins une propriété thermique ou mécanique d’un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé ou d’un dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé comprenant l’ajout au polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé ou au dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé d’une composition comprenant :
De préférence, le procédé d’amélioration d’au moins une propriété thermique ou mécanique d’un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé ou d’un dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé est un procédé d’amélioration du module de flexion à 23°C et/ou de la résistance au choc IZOD et/ou de la température de fléchissement sous charge et/ou du point de ramollissement Vicat du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé ou du dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé, préférentiellement jusqu’à des valeurs telles que définies dans la présente description.
La présente invention concerne aussi l’utilisation d’une combinaison de :
- au moins un additif anti-oxydant,
pour améliorer au moins une propriété thermique ou mécanique d’un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé ou d’un dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé.
De préférence, l’utilisation de la combinaison d’additifs pour améliorer au moins une propriété thermique ou mécanique d’un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé ou d’un dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé améliore le module de flexion à 23°C et/ou la résistance au choc IZOD et/ou la température de fléchissement sous charge et/ou le point de ramollissement Vicat du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé ou du dérivé de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé, préférentiellement jusqu’à des valeurs telles que définies dans la présente description.
Dans tous les exemples suivants, les compositions ont été préparées comme suit :
D'autres paramètres de fonctionnement devant être considérés incluent la pression maximum pouvant être utilisée. La pression affecte la température du mélange de charge et de caoutchouc. Si le mélangeur est un mélangeur discontinu avec un piston plongeur, la pression à l'intérieur de la chambre de mélange peut être influencée en commandant la pression appliquée au cylindre de piston plongeur.
Mélange à stades multiples ou plusieurs étapes.
Un quelconque des procédés décrits ici concerne, en partie, des procédés de préparation d'un composite qui implique au moins deux étapes ou stades de mélange. Ces deux étapes de mélange (ou plus) peuvent être considérées comme un mélange à plusieurs étapes ou plusieurs stades avec une première étape ou un premier stade de mélange, et au moins une seconde étape ou un second stage de mélange. Un ou plusieurs des processus de mélange à stades multiples peuvent être discontinus, continus, semi-continus, et des combinaisons de ceux-ci.