CH309194A

CH309194A - Procédé de traitement de composés destinés à être utilisés comme plastifiants.

Info

Publication number: CH309194A
Authority: CH
Inventors: Mention Maurice; Bourguignon Pierre
Original assignee: Melle Usines Sa
Priority date: 1952-05-05
Filing date: 1953-04-29
Publication date: 1955-08-31
Also published as: DE1007314B; BE519659A; NL88368C; FR1055453A

Description

Procédé de traitement de composés destinés à être utilisés comme plastifiants.

Pour la préparation des câbles électriques, il est. très important que l'enveloppe ait une résistance électrique très élevée pour éviter les pertes de puissance. Dans le cas de l'utili- sation des résines vinyliques pour la confec- tion de ces câbles, la. qualité du polymère utilisé, par exemple du chlorure de polyvinyle, celle du stabilisant et celle du plastifiant interviennent toutes trois. Le plastifiant étant employé dans des proportions importantes, on conçoit que la résistivité de cet ingrédient influe considérablement sur la qualité du câble. C'est pourquoi on cherche toujours pour la confection de ces câbles des plastifiants ayant une haute résistivité.

Les plus utilisés à cause de leurs bonnes propriétés électriques intrinsèques sont le phtalate d'octale et les sébaeates d'octyle et de nonyle.

Cependant, la résistivité d'un ester, comme ceux qui viennent d'être cités, n'est pas constante : elle peut varier dans des proportions importantes, de l'ordre du simple au décuple, suivant le mode de préparation et de purification de l'ester. Vraisemblablement, ces modifications dans les propriétés électriques sont dues à des traces d'impuretés provenant des matières premières employées pour la fabrication ou prenant naissance au cours de cette fabrication elle-même et que les méthodes usuelles de purification du plastifiant n'élimi- 1lent qu'imparfaitement.

Or, la titulaire a trouvé que, par mise en contact avec de l'alumine, il était possible d'améliorer notablement la résistivité des composés destinés à être utilisés comme plastifiants, notamment de ceux qui appartiennent à la classe des esters.

Accessoirement, on constate, au cours de ce traitement à l'alumine, une diminution de la coloration du plastifiant ainsi qu'une diminution de sa teneur en eau et de son acidité.

D'autres corps sont capables de produire une décoloration (charbon actif) ou un dessèche- ment (gel de silice), mais ces corps n'ont pas d'action sur la résistivité, cette action paraissant spécifique de l'alumine.

Cette dernière, quelle que soit la forme sous laquelle on l'applique (alumine ordinaire précipitée, alumine ordinaire calcinée, bauxite, etc.) exerce toujours une action favorable sur la résistivité, mais cette action est plus élevée lorsqu'on utilise l'alumine sous la forme dite activée , c'est-à-dire ayant subi un traitement thermique.

C'est ainsi que, dans les mêmes conditions, la bauxite produira une élévation de la résis tivité de 1 à 2, 5, tandis que l'alumine hydratée sèche la multipliera par 7, et certains types d'alumine activée (par exemple le produit marque Activalum ) la multipliera par 15.

Pour la mise en oeuvre de l'invention, le plastifiant est d'ordinaire traité à une tempé rature qui est comprise entre 20 et 200 C (de préférence entre 60 et 80 C) et à laquelle il est suffisamment fluide, le temps de contact étant de un quart d'heure à deux heures.

On peut opérer d'une façon discontinue en maintenant en suspension l'alumine dans le plastifiant par agitation, l'ensemble étant porté à la température désirée et l'agitation étant prolongée pendant un certain temps.

Pour obtenir une action efficace, il faut utiliser des proportions d'alumine en poudre comprises entre 10 et 30 /o en poids du liquide à traiter et maintenir des températures comprises entre 20 et 200 C. L'action est d'autant plus grande que le temps de contact est plus prolongé ; cependant, un quart d'heure de contact permet d'obtenir une amélioration voisine de l'amélioration maximum.

Le traitement peut également avoir lieu en continu ; dans ce cas, on peut disposer l'alu- mine granulée dans un récipient qui est ali- menté en continu par le plastifiant préalablement réchauffé ; le plastifiant traverse la couche d'alumine et ressort doué de propriétés électriques améliorées. Les températures utilisables sont les mêmes qu'en discontinu, c'està-dire de 20 à 200 C et, particulièrement, de 60 à 80 C. Pour ce travail en continu, le choix de la température dépend surtout de la viscosité du plastifiant : les températures doivent être suffisantes pour abaisser la. viscosité, de telle sorte que la. perte de charge à travers le lit d'alumine ne soit pas trop élevée.

D'une façon générale, on peut appliquer, pour l'exécution de l'invention, les moyens connus pour favoriser un contact entre liquides et solides divisés.

La perte de charge dépend également de la granulation de l'alumine ; plus elle est fine, plus la perte de charge est grande et, en conséquence, plus il faudra opérer à température élevée et disposer l'alumine en couche mince.

En pratique, l'alumine de granulation 60-100 (c'est-à-dire celle dont les grains passent au tamis de 60 mailles au pouce français de 27 mm mais non au tamis de 100 mailles) sera utilisée de préférence, car elle laisse une grande latitude dans le choix de la forme de l'appareil. Celui-ci peut être constitué aussi bien par un récipient de grande surface et de faible épaisseur que par une colonne de faible diamètre, mais de grande hauteur.

On a constaté, en effet, qu'en dehors de la considération de perte de charge, la forme de l'appareil n'avait pas d'influence sur le résultat de la purification, tant au point de vue de la résis tivité électrique qu'au point de vue de la décoloration et des autres avantages seeon daires. C'est essentiellement le temps de contact du plastifiant avec l'alumine qui entre en ligne de compte et que, dans le mode d'exé- eution en continu, on peut exprimer par le rapport entre le volume horaire de passage à travers la couche d'alumine et le volume de cette couche.

On obtient des résultats très appréciables en utilisant des alimentations allant jusqu'à 4 volumes par heure, ce qui représente un temps de contact d'un quart d'heure, mais les résultats sont proches du maximum possible lorsque l'alimentation est comprise entre et 1-volume par heure, ce qui correspond à des temps de contact compris entre 2 heures et 1 heure.

Le procédé est applicable au traitement de tous les plastifiants et permet, dans tous les cas, d'augmenter la résistivité. Cependant, il est surtout intéressant de l'appliquer aux corps possédant déjà, par eux-mêmes, une résistivité importante. A cet égard, on mentionnera spécialement les esters que forment les diacides qui comportent 6 à 10 atomes de carbone et appartiennent aux séries aromati- que et aliphatique avec les alcools alphatiques possédant également de 6 à 10 atomes de carbone, par exemple le phtalate d'oetyle, le phtalate d'hexyle, les sébaeates d'oetyle et de nonyle, l'adipate d'octyle, etc. Le mode de préparation de ces esters, qu'il soit discontinu ou continu, n'influe pas sur le résultat final,

non plus que les traitements d'épuration que ces esters ont déjà pu subir pour être débarrassés au maximum de l'excès d'alcool, d'eau, de l'acidité ou de la coloration. C'est ainsi qu'un phtalate déjà décoloré par passage sur charbon actif peut être utilise comme matière première et verra sa résistivité, qui n'avait pas été modifiée par le charbon actif, aug- menter d'une façon importante. De même, on peut utiliser des produits distillés ou des produits décolorés par hydrogénation. Dans ce dernier cas, on combine les effets d'amélioration de la coloration et de la stabilité auxquels conduit cette technique avec une nouvelle décoloration et une augmentation de la résistivité que permet d'obtenir la présente inven- tion.

Il y a avantage à appliquer le traitement des plastifiants par l'alumine selon l'invention, peu de temps avant l'emploi de ces plastifiants.

Les exemples suivants permettent de se rendre compte de la façon dont doit être mise en oeuvre l'invention. Dans ces exemples, la coloration a été mesurée à la cellule de 6 inches du teintomètre Lovibond.

Exemple 1 :
Une colonne de 25 cm de diamètre et de 265 em de hauteur est remplie d'alumine acti- vée (alumine Gammagel électro U de Ugine) de granulation 60-100.

On fait passer dans cette colonne, à la vitesse de 50 litres par heure et à 80 , du phtalate d'oetyle ayant les caractéristiques suivantes :
Résistivité 1, 8 X 105 mégohms/em/cm2/20
Coloration 5 jaune + 1, 6 rouge
Teneur en eau 0, 8 g par litre
Acidité 0, 0003 mol. par litre
A la sortie de l'épurateur, les caractéristi- ques du phtalate d'octyle sont les suivantes :
Résistivité 10 X 105 mégohms/em/em2/20
Coloration 2, 2 J + 0, 6 R
Teneur en eau < 0, 1 g par litre
Acidité 0, 0001 mol. par litre
Exemple 2 :
Dans un ballon à agitation, on place un litre de phtalate d'oetyle et 200 em3 d'alumine hydratée sèche.

Les caractéristiques du phtalate d'octyle mis en oeuvre sont les suivantes :
Résistivité 0, 5 X 105 mégohms/em/em2/20 Coloration 6J + 1, 5R
Acidité 0, 0002 mol. par litre
Après 15 minutes d'agitation à la temperature de 60 , les propriétés du phtalate sont les suivantes :
Résistivité 4 X 105 mégohms/cm/cm2/20
Coloration 2, 9 J + 0, 8 R
Acidité 0, 0001 mol. par litre
Exemple 3 :
Dans une colonne de mêmes dimensions que dans l'exemple 1, mais remplie d'alumine activée du type Activalumo d'Ugine, on alimente à la vitesse de 30 litres par heure en sébacate d'octyle ayant les caractéristiques suivantes :

Résistivité 3, 5 X 105 mégohms/cm/em2/20
Coloration 4, 9 J + 1, 3 R
La température de traitement est de 60 .

A la sortie, le produit a les caractéristiques suivantes :
Résistivité 45 X 105 mégohms/em/em2/20
Coloration 0, 4 J + 0 R
Exemple 4 :
Sur la même colonne que dans l'exemple 3 et garnie de la même alumine, on fait passer à la vitesse de 50 litres par heure de l'adipate de nonyle ayant comme résistivité 3, 2 X 105, comme coloration 2, 0 J + 0, 4 R et comme acidité 0, 0009 mol. par litre, la température de traitement étant de 70 .

A la sortie, l'adipate a une résistivité de 21 X 105, une coloration de 0, 8 J + 0, 1 R et une acidité de 0, 00015 mol. par litre.

Exemple S :
Un phtalate d'octyle a d'abord été traité par hydrogénation sous 25 kg et à 80 . Il avait alors les propriétés suivantes :
Résistivité 0, 35 X 105 mégohnisfem/cm20
Coloration 0, 5 J + 0, 2 R
Acidité 0, 00027 mol. par litre
Teneur en eau 1, 27 g par litre et les tests de stabilité montrent que ce produit est stable à la chaleur au point de vue de l'acidité et de la teinte.

Traité conformément à l'invention sur une colonne d'alumine activée Aetivalum à la vitesse d'un demivolume par heure et à la. température de 80 , le phtalate acquiert les propriétés suivantes :
Résistivité 8 X 105 mégohms/cm/cm2/20
Coloration 0, 1 J
Acidité 0, 0001 mol. par litre
Humidité 0 et les test de stabilité sont inchangés.

Il va de soi que, pour favoriser le passage à travers la colonne d'alumine, on peut établir une différence de pression entre le haut et le bas de cette colonne soit en exerçant une surpression en amont, soit en exerçant une dépression en aval.

Lorsqu'on a fait passer sur un volume donné d'alumine un certain volume de plastifiant, qui peut varier, par exemple, de 80 à 300, suivant la qualité du produit traité, l'alumine perd de son efficacité, et il devient indispensable de la régénérer. Cette régénération s'effectue avantageusement en faisant passer sur l'alumine de l'acétone à une température de l'ordre de 50 jusqu'à ce que la coloration de l'acétone s'écoulant de la masse d'alumine ne soit plus que de 0, 1 jaune. Il faut pour cela environ 3 à 4 volumes d'acétone pour 1 volume d'alumine. Il suffit ensuite d'éliminer l'aeé- tone retenue par l'alumine en faisant passer un courant d'air chaud.

Claims

REVENDICATION : Procédé de traitement de composés destinés à être utilisés comme plastifiants, notamment d'esters, en vue d'en élever la résistivité, earac- térisé par le fait que le composé à traiter, à l'état liquide, est mis en contact avec de l'alumine.

SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on utilise de l'alumine ordinaire précipitée.

2. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait. qu'on utilise de l'alumine ordinaire calcinée.

3. Procédé selon la revendication, carac- térisé par le fait qu'on utilise de la bauxite.

4. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on utilise de l'alumine activée.

5. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'on opère à une température comprise entre 20 et 2000 C.

6. Procédé selon la revendication, earaetérisé par le fait que l'on opère à une tempé- rature comprise entre 60 et 80 C.

7. Procédé selon la revendieation, earaeté- risé par le fait que le temps de contact est d'un quart d'heure à 2 heures.

8. Procédé selon la revendication, earaetérisé par le fait que le temps de contact est de 1 heure à 2 heures.

9. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'on maintient 1'alumine en suspension dans le composé liquide.

10. Procédé selon la revendication, carac- térisé par le fait qu'on fait passer le composé en continu à travers une masse d'alumine.

11. Procédé selon la revendication, caracté- risé par le fait que le composé traité est un ester d'un diacide qui comporte 6 à 10 atomes de carbone et d'un alcool aliphatique possédant de 6 à 10 atomes de carbone.

12. Procédé selon la revendication et la sous-revendieation 11, caractérisé par le fait que le diacide appartient à la série aromatique.

13. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 11, caractérisé par le fait que le diacide appartient à la série aliphatique.

14. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que le composé traité a, au préalable, subi un traitement d'épuration.

15. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 14, caractérisé par le fait que le composé traité a, au préalable, subi un traitement de décoloration.