FR2515664A1 - COMPOSITIONS CONTAINING POLYETHYLENE TEREPHTHALATE AND ANTIMONY OXIDE AND THEIR PREPARATION - Google Patents
COMPOSITIONS CONTAINING POLYETHYLENE TEREPHTHALATE AND ANTIMONY OXIDE AND THEIR PREPARATION Download PDFInfo
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Abstract
L'INVENTION EST RELATIVE A DES COMPOSITIONS CONTENANT DU TEREPHTALATE DE POLYETHYLENE ET DE L'OXYDE D'ANTIMOINE, ET A LEUR PREPARATION. ON PREPARE DES COMPOSITIONS DE MOULAGE A BASE DE TEREPHTALATE DE POLYETHYLENE, SE CARACTERISANT PAR UNE CRISTALLISATION RAPIDE, EN COMBINANT LE TEREPHTALATE DE POLYETHYLENE ET UNE CHARGE OU UN AGENT DE RENFORCEMENT, AVEC UN PROMOTEUR OU ACTIVEUR DE VITESSE DE CRISTALLISATION, CONSTITUE PAR DE L'OXYDE D'ANTIMOINE.THE INVENTION RELATES TO COMPOSITIONS CONTAINING POLYETHYLENE TEREPHTHALATE AND ANTIMONY OXIDE, AND TO THEIR PREPARATION. MOLDING COMPOSITIONS BASED ON POLYETHYLENE TEREPHTHALATE, CHARACTERIZED BY RAPID CRYSTALLIZATION, ARE PREPARED BY COMBINING POLYETHYLENE TEREPHTHALATE AND A FILLER OR A REINFORCING AGENT, WITH A PROMOTER OR ACTIVATOR OF SPEED CRYSTALLIZATION, WITH A SPEED CRISTALLIZER OR CONSISTENT, ANTIMONY OXIDE.
Description
"Compositions contenant du téréphtalate de polyéthylène et de l'oxyde"Compositions containing polyethylene terephthalate and oxide
d'antimoine, et leur préparation"of antimony, and their preparation "
La présente invention est relative à des com- The present invention relates to
positions contenant du téréphtalate de polyéthylène à cristallisation rapide et de l'oxyde d'antimoine, et positions containing rapidly crystallizing polyethylene terephthalate and antimony oxide, and
elle se rapporte également à la préparation de ces com- it also relates to the preparation of these
positions.positions.
Les homopolymères et copolymères de téréphta- Homopolymers and copolymers of terephthalate
late de polyéthylène se caractérisent par d'excellentes propriétés physiques qui en font des matières d'un grand intérêt pour des films, des fibres et des applications de moulage On incorpore fréquemment des matières de They are characterized by excellent physical properties which make them materials of great interest for films, fibers and molding applications.
renforcement, telles que des fibres de verre, afin d'amé- reinforcement, such as fiberglass, in order to improve
liorer les propriétés mécaniques des produits finals improve the mechanical properties of the final products
préparés au départ du téréphtalate de polyéthylène. prepared from polyethylene terephthalate.
On a toutefois constaté que la vitesse relati- It has been found, however, that the relative speed
vement lente de cristallisation du téréphtalate de po- slowly crystallizing the terephthalate
lyéthylène et de ses copolymères limite fortement l'uti- lyethylene and its copolymers greatly limit the use
lisation de ces compositions de polyesters dans les pro- the use of these polyester compositions in
cédés de moulage par injection De ce fait, on a fait de nombreuses tentatives pour découvrir des promoteurs In this way, many attempts have been made to discover promoters
ou activeurs qui accéléreraient la vitesse de cristalli- or activators that would accelerate the crystallization rate
sation du téréphtalate de polyéthylène et de ses copo- polyethylene terephthalate and its copolymers
lymères Parmi les divers brevets qui ont été délivrés lymers Among the various patents that have been issued
pour des accélérations de la vitesse de cristallisa- for accelerations of crystallization speed
tion du téréphtalate de polyéthylène et qui développent les efforts réalisés suivant la technique antérieure polyethylene terephthalate and which develop the efforts made according to the prior art
pour surmonter les désavantages de la vitesse de cristal- to overcome the disadvantages of crystal speed
lisation de ces polyesters, on peut mentionner les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 673 130, 4.098 845, 4 107 149, et 4 136 089 En outre, on peut mentionner le brevet britannique n 1 505 599 et les brevets allemands n 2 545 720, 2 653 120, 2 706 123, These polyesters include US Pat. Nos. 3,673,130, 4,098,845, 4,107,149, and 4,136,089. Further, British Patent No. 1,505,599 and German patents may be mentioned. Nos. 2,545,720, 2,653,120, 2,706,123,
2.706 124 et 2 706 128 Comme le montrent ces bre- 2,706,124 and 2,706,128. As these letters show.
vets antérieurs, les tentatives réalisées suivant la previous vests, attempts made following the
technique antérieure ont été concentrées sur le déve- prior art were focused on the devel-
loppement d'additifs ou promoteurs spécifiques amélio- development of specific additives or promoters
rant les vitesses de cristallisation des homopoly- the crystallization rates of homopoly-
mères et copolymères de téréphtalate de polyéthylène. mothers and copolymers of polyethylene terephthalate.
Toutefois, les exigences rigoureuses des procédés de rmou- However, the stringent requirements of
lage par injection et les facteurs économiques impliqués injection age and the economic factors involved
dans ce domaine de la technologie sont tels que l'on en- in this field of technology are such that
courage la prévision d'autres moyens améliorant les vi- courage in predicting other ways to improve
tesses de cristallisation de ces polyesters. crystallization rates of these polyesters.
On a constaté, suivant la présente invention, que la vitesse de cristallisation des homopolymères et copolymères de téréphtalate de polyéthylène en soi et It has been found, according to the present invention, that the crystallization rate of homopolymers and copolymers of polyethylene terephthalate per se and
dans des compositions de moulage contenant ces polyes- in molding compositions containing these polyes-
ters, peut être améliorée par l'addition d'oxyde d'anti- ters, can be improved by the addition of
moine au téréphtalate de polyéthylène et aux composi- polyethylene terephthalate monk and the composites
tions contenant ce dernier et ses homopolymères ou copo-' containing the latter and its homopolymers or
lymères L'incorporation d'oxyde d'antimoine à la ma- lymers The incorporation of antimony oxide into the
tière à base de téréphtalate de polyéthylène permet Polyethylene terephthalate
l'obtention d'un téréphtalate de polyéthylène à cris- obtaining a polyethylene terephthalate with crys-
tallisation rapide, convenant particulièrement bien pour rapid solution, particularly suitable for
des procédés de moulage par injection. injection molding processes.
Les compositions contenant l'oxyde d'antimoine, The compositions containing the antimony oxide,
des fibres de verre et la matière à base de téréphtala- fiberglass and the terephthalic-based material
te de polyéthylène peuvent se préparer suivant des pro- Polyethylene can be prepared according to
cédés connus des spécialistes dans ce domaine Toute- ceded known to specialists in this field Any-
fois, on a constaté qu'il est particulièrement avanta- It has been found that it is particularly
geux de mélanger à sec les matières de base et d'ex- to dry mix the basic materials and ex-
truder le mélange résultant afin d'assurer le mélange trow the resulting mixture to ensure mixing
et la transformation en pastilles de la composition mé- and the tabletting of the metal composition
langée On a constaté en outre qu'il est avantageux de It has furthermore been found that it is advantageous to
lo réaliser la combinaison des ingrédients de la composi- to achieve the combination of the ingredients of the composition
tion de moulage en deux phases opératoires ou plus, au molding process in two or more
lieu de le faire en une seule phase. instead of doing it in one phase.
Suivant la présente invention, on a donc cons- According to the present invention, it has therefore been
taté que l'oxyde d'antimoine est un promoteur ou activeur efficace de la vitesse de cristallisation du téréphtalate de polyéthylène et de ses homopolymères ou copolymères, that antimony oxide is an effective promoter or promoter of the crystallization rate of polyethylene terephthalate and its homopolymers or copolymers,
au point de rendre le téréphtalate de polyéthylène uti- to the point of making polyethylene terephthalate
lisable sur une plus large gamme de conditions et d'applications On peut ajouter cet oxyde d'antimoine au téréphtalate de polyéthylène en des concentrations Readable on a wider range of conditions and applications This antimony oxide can be added to polyethylene terephthalate
allant d'environ 0,1 à environ 40,0 % en poids du téré- from about 0.1 to about 40.0% by weight of the terephthalene
phtalate On préfère, toutefois ajouter l'oxyde d'anti- It is preferred, however, to add the oxide of
moine en des quantités d'environ 2 à environ 10 %. monk in amounts of about 2 to about 10%.
On peut ajouter-l'oxyde d'antimoine tel quel We can add antimony oxide as it is
à une composition à base de téréphtalate de polyéthylène. to a composition based on polyethylene terephthalate.
Cependant, pour obtenir les meilleurs résultats, on a constaté qu'il est avantageux de préparer un concentré However, to obtain the best results, it has been found that it is advantageous to prepare a concentrate
de 5 % d'oxyde d'antimoine et de téréphtalate de polyéthy- 5% antimony oxide and polyethylene terephthalate
lène, et d'ajouter ce concentré aux compositions de téré- and add this concentrate to the terephrine
phtalate de polyéthylène en une quantité calculée pour polyethylene phthalate in an amount calculated to
donner la concentration désirée dans le mélange final. give the desired concentration in the final mixture.
Dans la mise en oeuvre générale de-la pré- In the general implementation of the pre-
sente invention, la combinaison des ingrédients est réalisée par extrusion Toutefois, d'autres moyens de combinaison seront évidents pour les spécialistes en ce domaine et resteront donc dans le cadre de la pré- In this invention, the combination of the ingredients is made by extrusion. However, other means of combination will be obvious to the specialists in this field and will therefore remain within the scope of the present invention.
sente invention.this invention.
Les Exemples suivants ne sont destinés qu'à illustrer l'invention sans aucune limitation du cadre The following Examples are intended only to illustrate the invention without any limitation of the scope
de celle-ci.of it.
Exemple 1 On mélange à sec 5 parties d'oxyde d'antimoine et 95 parties de téréphtalate de polyéthylène et on EXAMPLE 1 5 parts of antimony oxide and 95 parts of polyethylene terephthalate are dry blended and
extrude le mélange résultant à une température de fu- extrude the resulting mixture at a temperature of
sion de 270-3000 C pour combiner le mélange et le trans- 270-3000 C to combine the mixing and
former en pastilles.form into pellets.
Des portions du concentré résultant sont mé- Portions of the resulting concentrate are
langées à sec avec des quantités supplémentaires de téré- dried with additional quantities of tere-
phtalate de polyéthylène et on extrude le mélange à une polyethylene phthalate and the mixture is extruded at a
température de fusion de 270-3000 C pour donner la con- melting temperature of 270-3000 C to give the
centration d'oxyde d'antimoine, par rapport à la composi- concentration of antimony oxide, compared with the composition
tion totale, telle que présentée dans le Tableau suivant. as shown in the following Table.
Ces spécimens sont identifiés dans ce tableau sous la These specimens are identified in this table under the
rubrique "Méthode d'addition concentré ". heading "Concentrated addition method".
On prépare d'autres mélanges d'oxyde d'anti- Other mixtures of
moine avec le téréphtalate de polyéthylène, en pré- monk with polyethylene terephthalate, in pre-
voyant les concentrations, par rapport à la composition totale, telles que présentées par le Tableau suivant, cette préparation se faisant par mélange à sec suivi seeing the concentrations, relative to the total composition, as presented in the following Table, this preparation being done by dry mixing followed
d'une extrusion à une température de fusion de 270-300 'C. extrusion at a melting temperature of 270-300 ° C.
Ces spécimens sont identifiés dans le Tableau suivant These specimens are identified in the following Table
sous la rubrique "Méthode d'addition-voie directe". under the heading "Direct-channel addition method".
TABLEAUBOARD
TABLEAUBOARD
Echantil-Echantil-
lon % No PET,q Sb 2 o 3,cq Sb 2 g 3lon% No PET, q Sb 2 o 3, cq Sb 2 g 3
1 14001 1400
% Méthode d'addition Voie Directe Concentré X % Addition Method Concentrated Direct Way X
4 19001900
16001600
6 18006 1800
7 9997999
8 9988,998
9 9979,997
995995
11 99211,992
% 1 t O %% 1 t O%
5 O %5 O%
400 20 %400 20%
10 t O % 1 01 l%10 t O% 1 01 l%
2 012 %2,012%
3 O y 3 %3 Y y 3%
O 05 %O 05%
8 O t 8 % Dans l'essai DSC lent8 o t 8% In the slow DSC test
(calorimétrie à explo-(calorimetry to explo-
ration différentielle), dont il est question dans le differential ration), which is mentioned in
Tableau ci-dessus, on découpe des tranches de résine de- Table above, slices of
puis au moins deux cubes de moulage jusqu'à un poids d'échantillon de 5 mg Les échantillons sont chargés dans une cuvette en aluminium et fermés sous presse La then at least two molding cubes up to a sample weight of 5 mg The samples are loaded into an aluminum dish and closed in a press.
cuvette est chauffée sous azote depuis la température am- bowl is heated under nitrogen since the temperature
biante jusqu'à 285-290 C à raison de 40 C/minute. biante up to 285-290 C at a rate of 40 C / minute.
température est maintenue à 290 C pendant 5 minutes et DSC T C X X X X X X X X X X temperature is maintained at 290 C for 5 minutes and DSC T C X X X X X X X X X X
la cuvette en aluminium est soumise à pression pour as- the aluminum bowl is pressurized to
surer un bon contact des matières Elle est ensuite re- good contact with the subjects It is then necessary to
froidie à raison de 20 C/minute jusqu'à 50 C ou moins. cold at a rate of 20 C / minute up to 50 C or less.
L'échantillon est ensuite chauffé sous azote depuis la température ambiante, à raison de 20 C/minute, jus- qu'au point de fusion Dès qu'on a regagné la ligne de base, on commence le refroidissement à raison de 20 C/ minute On relève les courbes du point de fusion et du The sample is then heated under nitrogen from room temperature, at a rate of 20 C / minute, to the melting point. As soon as we have reached the baseline, cooling is started at 20 C / minute The curves of the melting point and the
point de congélation.freezing point.
La valeur t T est la différence entre le The value t T is the difference between the
point de fusion et le point de congélation du thermo- melting point and the freezing point of the thermo-
gramme DSC Une faible valeur de AT indique une vites- DSC value A low AT value indicates a speed
se de cristallisation rapide Une valeur A T inférieure à 60 est généralement considérée comme une indication de bonnes propriétés de moulage Des considérations plus complètes quant à l'utilisation de la "Colorimétrie à exploration différentielle " dans la détermination des propriétés de cristallisation du téréphtalate de polyéthylène peuvent se retrouver dans l'article: Rapid crystallization value A T value less than 60 is generally considered an indication of good molding properties More comprehensive considerations regarding the use of "Differential scanning colorimetry" in determining the crystallization properties of polyethylene terephthalate can be found in the article:
Einfluss verzweigter Codiole auf das Kristallisationsver- Einfluss verzweigter Codiole auf das Kristallizersver-
halten von aromatischen Polyestern"; P Bier et Col; Die Angewandte Makromolekulare Chemie 65; n 1005; 1977; Halten von aromatischen Polyester "P Bier and Col; Die Angewandte Makromolekulare Chemie 65; No. 1005; 1977;
pages 1-21, en particulier pages 5-12. pages 1-21, especially pages 5-12.
Exemple 2Example 2
On prépare une composition de moulage compre- A molding composition is prepared comprising
nant 60 % de téréphtalate de polyéthylène, 30 % de fibres de verre et 10 % d'oxyde d'antimoine, par mélange à sec de ces ingrédients et extrusion des mélanges résultants 60% polyethylene terephthalate, 30% glass fiber and 10% antimony oxide, by dry blending these ingredients and extruding the resulting blends
à une température de fusion de 270-300 C. at a melting temperature of 270-300 C.
La composition résultante est moulée par in- The resulting composition is molded
jection en barres d'essai de 12,7 cm x 1,27 cm x 0,31 cm. jection into test bars 12.7 cm x 1.27 cm x 0.31 cm.
Les barres d'essai résultantes se caractérisent par des surfaces lisses et planes, en contraste avec des barres témoins issues de compositions ne contenant pas The resulting test bars are characterized by smooth and flat surfaces, in contrast with control bars from compositions not containing
d'oxyde d'antimoine, ces barres présentant des sur- of antimony oxide, these bars having
faces rugueuses et gauchies.rough and warped faces.
REVEPDICATIONSREVEPDICATIONS
1 Compositions, caractérisées en ce qu'elles comprennent du téréphtalate de polyéthylène et de Compositions, characterized in that they comprise polyethylene terephthalate and
l'oxyde d'antimoine.antimony oxide.
2 Compositions suivant la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles comprennent en outre des Compositions according to Claim 1, characterized in that they furthermore comprise
fibres de verre.glass fibers.
3 Compositions suivant l'une ou l'autre des 3 Compositions according to one or the other
revendications précédentes, caractérisées en ce que la preceding claims, characterized in that the
proportion de l'oxyde d'antimoine par rapport au téré- ratio of antimony oxide to tere-
phtalate de polyéthylène est d'environ 0,05 à environ %. 4 Compositions suivant la revendication 3, polyethylene phthalate is from about 0.05 to about%. Compositions according to Claim 3,
caractérisées en ce que la proportion de l'oxyde d'anti- characterized in that the proportion of
moine par rapport au téréphtalate de polyéthylène est monk relative to polyethylene terephthalate is
d'environ 2,0 à environ 10 %.from about 2.0 to about 10%.
Procédé de préparation de compositions com- prenant du téréphtalate de polyéthylène et de l'oxyde Process for the preparation of compositions comprising polyethylene terephthalate and oxide
d'antimoine, caractérisé en ce qu'il comprend la combi- antimony, characterized in that it comprises the combination
naison d'une partie du téréphtalate de polyéthylène avec l'oxyde d'antimoine au cours d'une phase opératoire initiale, et la combinaison, au cours d'une seconde phase, du reste du téréphtalate de polyéthylène avec la part of the polyethylene terephthalate with the antimony oxide during an initial operating phase, and the combination, during a second phase, of the rest of the polyethylene terephthalate with the
combinaison obtenue de la première phase. combination obtained from the first phase.
6 Procédé de préparation de compositions com- 6 Process for the preparation of compositions
prenant du téréphtalate de polyéthylène et de l'oxyde taking polyethylene terephthalate and oxide
d'antimoine, caractérisé en ce qu'il comprend la combi- antimony, characterized in that it comprises the combination
naison d'une partie du téréphtalate de polyéthylène avec part of polyethylene terephthalate with
l'oxyde d'antimoine au cours d'une phase opératoire ini- antimony oxide during an initial operational phase
tiale, et la combinaison du reste du téréphtalate de poly- tial, and the combination of the rest of the polyterephthalate
éthylène avec la combinaison issue de la première phase, en deux additions supplémentaires ou plus, au cours de ethylene with the combination resulting from the first phase, in two or more additional additions, during
phases ultérieures.subsequent phases.
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