FR2553094A1 - Procede de production continu d'un melange de matiere thermoplastique et de fluide de silicone - Google Patents

Procede de production continu d'un melange de matiere thermoplastique et de fluide de silicone Download PDF

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Joseph Chester Golbe Jr
Randall Alan Reed
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Abstract

LE PROCEDE COMPREND : A.LE MELANGE D'UN FLUIDE DE SILICONE DE VISCOSITE ELEVEE ET D'UNE PREMIERE COMPOSITION THERMOPLASTIQUE, COMPRENANT UN OU PLUSIEURS POLYMERES THERMOPLASTIQUES DANS UNE EXTRUDEUSE, A UNE TEMPERATURE DE MELANGE SUFFISAMMENT ELEVEE POUR FONDRE LA PREMIERE COMPOSITION THERMOPLASTIQUE, LE RAPPORT PONDERAL DE LA PREMIERE COMPOSITION THERMOPLASTIQUE AU FLUIDE DE VISCOSITE ELEVEE ETANT COMPRIS ENTRE 100 ET 1; B.L'INTRODUCTION D'UN OU PLUSIEURS ADDITIFS SENSIBLES A LA TEMPERATURE DE MELANGE AVEC UNE SECONDE COMPOSITION THERMOPLASTIQUE COMPRENANT UN OU PLUSIEURS POLYMERES THERMOPLASTIQUES, DANS L'EXTRUDEUSE EN AVAL DE L'ENDROIT OU COMMENCE LE MELANGE DE L'ETAPE A, LE RAPPORT PONDERAL DE LA SECONDE COMPOSITION THERMOPLASTIQUE AU MELANGE DE L'ETAPE A ETANT COMPRIS ENTRE 1 ET 0,01; ET C.LE MELANGE DU MELANGE DE L'ETAPE A AVEC LA SECONDE COMPOSITION THERMOPLASTIQUE ET LES ADDITIFS DE L'ETAPE B. APPLICATION A LA PRODUCTION DE MELANGES DE POLYPROPYLENE ET DE FLUIDE DE SILICONE.

Description

Cette invention concerne un procédé de production de mélanges de polymères
thermoplastiques et de fluides de silicone de viscosité élevée qui contiennent des additifs sensibles à la température Cette invention concerne, plus particulièrement un procédé en une étape pour la production d'un mélange matière therioplastique/ fluide de silicone contenant des additifs sensibles à
la température de mélange.
Le mélange de polymères thermoplastiques et de 10 fluides de silicone fournit souvent des mélanges présentant des propriétés mécaniques recommandées et une résistance au feu supérieure, par exemple lorsque le fluide de
silicone fait partie d'un conditionnement ignifugé On trouve des exemples de mélanges de ce type recommandés 15 dans lesbrevetsdes E U A n 4 273 691 et 4 387 176.
La production de mélanges matière thermoplastique/fluide de silicone contenant des additifs sensibles à la température a présenté certaines difficultés.
On a trouvé que la dispersion obtenue lorsqu'un mélange 20 des fluides de silicone de viscosité élevée et certaines compositions thermoplastiques, est directement lié à la hauteur de la température pendant le mélange La température de mélange est classiquement limitée à la température à laquelle les polymères thermoplastiques de la 25 composition thermoplastique se dégradent Pour ces mélanges, il existe souvent une gamme optimum de températures de mélange, à l'intérieur de laquelle on obtient un degré de dispersion élevé pour une dégradation minimale des polymères Lorsqu'on effectue le mélange à ces 30 températures optimum, on obtient des mélanges qui présentent des propriétés mécaniques supérieures Souvent, un additif recommandé est sensible à ces températures de mélange optimum On peut citer comme exemple de ce type d'additif, le trihydrate d'aluminium qui est ignifugeant Pour éviter une perte de propriétés de l'additif pendant le mélange, il est nécessaire de diminuer la température de mélange, et c'est alors au détriment des propriétés mécaniques de mélange matière
thermoplastique/fluide de silicone.
Le procédé utilisé actuellement, pour éviter la perte de propriétés mécaniques supérieures et la décomposition de l'additif, consiste à mélanger le fluide de silicone de viscosité élevée et la composition thermoplastique à une température de mélange optimum en 10 l'absence de l'additif sensible à la température puis à mélanger ensuite l'additif sensible à la température à une température moins élevée Cette façon de procéder n'est pas intéressante dans la mesure o deux procédures de mélange distinctes sont nécessaires Pour produire ces mélanges matière thermoplastique/fluide de silicone en continu, il faut deux extrudeuses, c'est-à-dire que l'on utilise deux fois l'appareillage nécessaire pour un mélange classique On peut, en variante, mélanger deux fois l'échantillon de mélange, dans une seule extrudeuse 20 une fois à la température de mélange optimum et une fois avec l'additif sensible Donc, ou on diminue la vitesse de production, ou il est nécessaire d'accroître l'appareillage lorsqu'on incorpore des additifs sensibles au mélange. il est souhaitable de produire des mélanges matière thermoplastique/fluide de silicium contenant des additifs sensibles aux températures de mélange optimum selon un procédé continu, en une seule étape La présente invention repose sur la découverte que l'on peut 30 refroidir le mélange à l'intérieur de l'extrudeuse en y
introduisant une composition thermoplastique sans modifier de manière importante la disposition des constituants du mélange.
L'invention concerne donc un procédé de produc35 tion continu d'un mélange matière thermoplastique/fluide 3. de silicone caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: a Mélange d'un fluide de silicone de viscosité élevée et d'une première composition thermoplastique comprenant un ou plusieurs polymères thermoplastiques, dans une extrudeuse à une température de mélange suffisamment élevée pour fondre la composition thermoplastique, le rapport pondérai de la-première composition thermoplastique au fluide de silicone de viscosité élevée 10 étant compris entre 100 et 1; b introduction d'un ou plusieurs additifs sensibles à la température de mélange avec une seconde composition thermoplastique comprenant un ou plusieurs polymères thermoplastiques, dans l'extrudeuse en aval 15 de l'endroit o commence le mélange de l'étape a, le rapport pondéral de la seconde composition thermoplastique au mélange de l'étape a étant compris entre 1 et 0,01; et c mélange du mélange de l'étape a avec la
seconde composition thermoplastique et les additifs de 20 l'étape b.
La présente invention a pour objet de mettre au point un procédé simple, en une étape, continu de production de quantités importantes de mélanges matière
thermoplastique/fluide de silicone contenant des addi25 tifs sensibles à la température de mélange.
La présente invention a encore pour objet la production de mélanges matière plastique/fluide de silicone contenant des additifs sensibles à la température de mélange présentant des propriétés supérieures. 30 La présente invention a encore pour objet l'introduction d'additifs sensibles à la température de mélange de mélanges matière thermoplastique/fluide de silicone sans modification de la dispersion du
fluide de silicone de viscosité élevée.
On satisfait aux objets de l'invention, ainsi qu'à d'autres objets en mélangeant un fluide de silicone de viscosité élevée et une première composition thermoplastique composée essentiellement d'un ou de plusieurs polymères thermoplastiques, dans une extrudeuse, et en introduisant des additifs sensibles à la température avec une seconde composition thermoplastique comprenant un ou plusieurs polymères thermoplastiques en aval de l'endroit o se produit le mélange entre le fluide de silicone de viscosité élevée et la première composition 10 thermoplastique On mélange ensuite les additifs et la seconde composition au mélange matière thermoplastique/
fluide de silicone dans l'extrudeuse.
Dans le procédé constituant cette invention, on utilise une extrudeuse pour mettre en oeuvre les 15 étapes de mélange Il n'est pas nécessaire, dans ce procédé, pour satisfaire aux objets voulus, d'utiliser une extrudeuse particulière ou une vis de géométrie spéciale On peut, toutefois, recommander une extrudeuse particulière ou une vis de géométrie spéciale 20 pour obtenir le mélange approprié et pour éviter une
dégradation trop importante des polymères thermoplastiques.
On recommande souvent les extrudeuses à double vis, à
cause de leurs taux de cisaillement élevés, la répartition de leurs taux de cisaillement et le type d'agita25 tion conféré au produit fondu.
On peut mettre exn oeuvre le mélange du fluide de silicone de viscosité élevée et de la première composition thermoplastique à l'intérieur de l'extrudeuse conformément au procédé décrit dans la demande de brevet des E U A n RD-14 476, dans lequel on introduit la première composition thermoplastique dans la trémie d'alimentation et on la fond dans une extrudeuse, on incorpore le fluide de silicone de viscosité élevée à la première composition thermoplastique fondue à l'intérieur de l'extrudeuse, et on mélange la première composition thermoplastique fondue et le fluide de
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silicone de viscosité élevée dans la partie restante
de l'extrudeuse.
On peut aussi mettre en oeuvre le mélange du fluide de silicone de viscosité élevée et de la première composition thermoplastique, selon des procédés plus classiques, comme ceux décrits dans la demande de brevet des E U A n RD-14 467 dans laquelle on préhomogénéise la première composition thermoplastique solide et le fluide de silicone de viscosité élevée pour obtenir une 10 charge homogène convenant pour être introduite dans la trémie d'alimentation d'une extrudeuse classique On chauffe ensuite simultanément le fluide de silicone de viscosité élevée et la première composition thermoplastique à une température suffisamment élevée pour que les polymères thermoplastiques présentent une viscosité qui leur permette de s'écouler et de se mélanger au
fluide de silicone de viscosité élevée.
Dans les deux procédés de mélange, la température de mélange est déterminée par les polymères thermoplastiques de la première composition thermoplastique La température de mélange doit être suffisamment élevée pour fondre la première composition thermoplastique Les températures de mélange appropriées des premières compositions thermoplastiques contenant des 25 polymères amorphes sont classiquement comprises entre une valeur minimum supérieure d'environ 70 à 80 degrés à la température de transition vitreuse du polymère et une valeur maximum correspondant à peu près à la
température à laquelle se produit une dégradation.
Lorsque la première composition thermoplastique contient des polymères cristallins, les températures appropriées sont comprises entre une valeur minimum supérieure d'environ 20 à 30 degrés au point de fusion cristallin des polymères et une valeur maximum correspondant à
peu près à la température de dégradation des polymères.
L'importance de la disposition d'un fluide de silicone de viscosité élevée dans la première composition
thermoplastique pendant le mélange dépend de la température de transformation à laquelle a lieu le mélange.
Pour tenter d'obtenir une dispersion maximum des constituants du mélange dans les mélanges matière thermoplastique/fluide de silicone, on règle donc la température du mélange de manière à obtenir la dispersion maximum Le degré de dispersion obtenu augmente souvent 10 avec la température Dans ce cas, la température de mélange optimum peut être proche de la température de dégradation des polymères de la première composition thermoplastique Toutefois, même à ces températures, on
obtient une dispersion maximum avec une dégradation nulle 15 ou minimale des polymères.
Une fois que l'on a mélangé la première composition thermoplastique et le fluide de silicone de viscosité élevée à une température de mélange faisant partie de la gamme définie plus haut, on introduit les 20 additifs sensibles à la température voulue dans le mélange fini, dans l'extrudeuse avec une seconde composition thermoplastique comprenant un ou plusieurs polymères thermoplastiques La quantité de second polymère thermoplastique est de préférence suffisamment 25 importante pour diminuer assez la valeur du mélange
fondu à l'intérieur de l'extrudeuse pour que les additifs sensibles à la température ne soient pas modifiés.
Lorsqu'on incorpore un polymère thermoplastique solide au mélange chaud, une partie non négligeable de la chaleur du mélange sert à porter le polymère thermoplastique solide à la température du procédé Lorsque le polymère thermoplastique solide est cristallin, on consomme aussi une quantité supplémentaire de chaleur,
la chaleur de fusion, qui est nécessaire pour fondre 35 le polymère.
On peut introduire les additifs sensibles à la température et la seconde composition thermoplastique en n'importe quel point de l'extrudeuse, à condition que cela soit en aval de l'endroit o commence le mélange du fluide de silicone de viscosité élevée et de la première composition thermoplastique Il est préférable d'introduire les additifs et la seconde composition thermoplastique à un endroit de l'extrudeuse o l'on ait obtenu la dispersion voulue à l'intérieur du mélange Cet endroit peut varier en fonction de l'extrudeuse et du procédé de mélange Par exemple, lorsqu'on effectue le mélange par un procédé avec alimentation latérale, comme on l'a décrit dans la demande de brevet des E U A RD-14 467, on ne peut pas obtenir de 15 mélange convenable avant le milieu de l'extrudeuse, puisqu'il n'y a pas de mélange dans l'extrudeuse tant que l'on n'a pas injecté le silicone Lorsqu'on utilise une extrudeuse à double vis, il est préférable d'introduire les additifs et la seconde composition thermoplas20 tique solide environ aux 2/3 de la longueur de l'extrudeuse à partir de la trémie d'alimentation On est sûr ainsi de la dispersion de la seconde composition thermoplastique dans le mélange et d'obtenir un mélange
adéquat entre le fluide de silicone de viscosité élevée 25 et la première composition thermoplastique.
Le degré d'agitation nécessaire pour mélanger la seconde composition thermoplastique aun mélange fondu à l'intérieur de l'extrudeuse n'est pas aussi élevé que celui nécessaire pour disperser initialement 30 le fluide de silicone de viscosité élevée dans la première composition thermoplastique Lorsque la
seconde composition thermoplastique est semblable à la première composition thermoplastique, le degré d'agitation nécessaire est encore moindre.
On peut introduire la seconde composition thermoplastique simultanément aux additifs sensibles à la température ou on peut l'introduire avant les
additifs de manière à refroidir le mélange à l'intérieur de l'extrudeuse, avant l'introduction des additifs.
Comme on l'a indiqué plus haut, il faut introduire la seconde composition thermoplastique en aval de l'endroit o commence le mélange entre la silicone de viscosité élevée et la première composition thermoplastique Il est préférable d'introduire la seconde composition thermoplastique après que l'on ait obtenu la dispersion
voulue de la silicone de viscosité élevée dans la première composition thermoplastique.
Une fois que l'on a introduit la seconde composition thermoplastique et les additifs sensibles à la température dans l'extrudeuse, ils se mélangent avec le mélange matière thermoplastique/fluide de silicone à l'intérieur de l'extrudeuse Ce procédé de mélange a de préférence lieu à une température qui ne nuit pas à l'action des additifs introduits Cette température est 20 classiquement inférieure à la température de mélange utilisée pour mélanger le fluide de silicone de viscosité élevée et la première composition thermoplastique La température de mélange doit être suffisamment élevée pour maintenir la viscosité des polymères de la première 25 composition thermoplastique et de la seconde composition thermoplastique à un niveau qui leur permette de s'écouler et de se mélanger à d'autres constituants Les températures minimum pour les polymères de la seconde
composition sont les mêmes que pour ceux de la première 30 composition.
Le rapport pondéral de la première composition thermoplastique au fluide de silicone de viscosité élevée est de préférence compris entre 100 et 1, et mieux encore entre environ 5 et environ 2 Il est souvent préférable 35 de produire un mélange à teneur prédominante en polymère thermoplastique dans l'étape de mélange initiale pour diminuer l'agitation nécessaire pour disposer la
seconde composition thermoplastique.
La quantité de polymères thermoplastiques utilisés dans la seconde composition thermoplastique est, de préférence, suffisamment élevée pour refroidir le mélange à l'intérieur de l'extrudeuse, à une température qui autorise l'introduction des additifs, sans aucun effet nocif La quantité de polymère thermoplas10 tique utilisé représentera donc classiquement entre environ 50 % et environ 1 % du poids total du fluide de silicone de viscosité élevée et de la première composition thermoplastique mélangé à l'intérieure de l'extrudeuse Toutefois, la quantité de polymères thermoplasti15 ques contenue dans la seconde composition thermoplastique ne doit pas être élevée au point d'empêcher que le mélange se fasse convenablement dans la partie restante
de l'extrudeuse.
On peut citer, par exemple, parmi les polymères 20 que l'on peut utiliser dans ce procédé, des polycarboantes, des polyéthylènes de faible densité, des polyéthylènes de densité élevée, le polypropylène, des poly(oxyéthylènes), des poly(téréphtalates d'alkylènes), le polystyrène, des polyesters, un terpolymère acrylo25 nitrile-butadiène-styrène, des mélanges ou des copolymères de poly oxy éthylène et de polystyrène, le polybutylène, des polycaprolactames, etc On peut citer parmi les polymères acryliques appropriés, le polyacétal, le polyéthylène, le poly(acétate de vinyle), le poly30 méthylpentène, le poly(chlorure de vinyle) souple, etc.
La liste ci-dessus ne prétend pas être complète.
Les fluides de silicone de viscosité élevée sont principalement composés de polymères de siloxane
de masse molaire élevée présentant des viscosités de 35 90 000 centipoises et plus à température ambiante.
Les polymères de siloxane sont classiquement composés de motifs siloxy chimiquement combinés choisis dans le groupe constitué par des motifs: R 35 i O 0,5 RR'Si O R 25 i O R'25 i O R'Si O 1,5 R Si 01,5 R'R 2 Si 0,5 et des motifs Si O 2, sachant que dans les formules, chacun des radicaux R représente un radical hydrocarboné monovalent saturé ou 15 insaturé, R' représente un des radicaux indiqués pour R ou un radical choisi dans le groupe constitué par un atome d'hydrogène, un radical hydroxy, alcoxyaryle, allyle, vinyle ou aryle, etc On recommande comme polymère de siloxane, un polydiméthylsiloxane présentant 20 une viscosité comprise entre environ 90 000 et 1 500 000
centipoises à 25 C.
On peut citer parmi les autres constituants que l'on peut trouver dans les fluides de silicone de viscosité élevée, des résines de silicone comme celles 25 que décrit le brevet des E U A n 4 387 176 Elles se caractérisent classiquement par les monomères les composant Par exemple, les résines MQ se composent de motifs M répondant à la formule R 3 Si Q O 5 et de motifs Q tétrafonctionnels répondant à la formule Si O 2 On peut citer 30 comme exemple de résine de silicone MQ appropriée, le poly(silicate de triméthylsilyle), qui peut présenter
un rapport de motifs M à Q compris entre 0,3 et 4,0.
On peut également utiliser des résines de silicone contenant d'autres motifs comme le motif trifonctionnel 35 R Si O 1 5 Lorsqu'on utilise une résine de silicone dans 1 1 le fluide de silicone de viscosité élevée, il faut qu'elle réponde au critère de solubilité ou de dispersibilité dans le mélange de polymères de siloxane de masse molaire élevée qui sont présents, de manière à 5 constituer un mélange homogène Il est préférable de préhomogénéiser les résines de silicone et les polymères de siloxane avant de les mélanger avec la première composition thermoplastique à l'intérieur de l'extrudeuse. Les fluides de silicone de viscosité élevée recommandés sont décrits dans le brevet des E U A. n 4 387 176 Ces fluides de silicone renferment classiquement un mélange de polymères de siloxane, de masse molaire élevée et une ou plusieurs résines 15 de silicone On trouve, dans le brevet des E U A. n 4 387 176, un exemple d'un fluide de silicone de viscosité élevée, constitué par un mélange contenant un polymère de polydiméthylsiloxane à terminaisons
silanol et une résine de poly(silicate de triméthyl20 silyle) MQ.
Les constituants-du mélange que-l'on ajoute après avoir mélangé le fluide de silicone de viscosité élevée et la première composition thermoplastique sont classiquement sensibles aux températures élevées On 25 peut donner comme exemple de ce type de constituants de mélange, le trihydrate d'aluminium Cet additif ignifuge les compositions thermoplastiques par déshydratation lorsqu'il est exposé à la chaleur du procédé de combustion Si on l'expose à des températures de transformation élevées, le trihydrate d'aluminium peut
se déshydrater dans l'extrudeuse et perdre ses propriétés ignifugeantes.
Bien que ce procédé soit utile pour l'incorportation d'additifs qui sont sensibles à la tempéra35 ture de mélange, on peut également incorporer au mélange, des additifs qui ne sont pas sensibles à
la température de mélange.
-On peut citer, par exemple, parmi ces additifs, des charges de renforcement, des agents de réticulation, des antioxydants, des lubrifiants (auxiliaires), des agents ignifugeants, etc Lorsque les additifs ne sont pas sensibles aux températures de transformation on les introduit souvent entre la composition thermoplastique fondue et le'fluide de silicone lorsqu'on réalise une opération avec alimentation latérale Lorsqu'on produit les mélanges par un procédé continu classique, on introduit les additifs dans la trémie d'alimentation avec le fluide de silicone de viscosité-élevée et la première composition thermoplastique préhomogénéisésÉ On peut 15 citer parmi les additifs appropriés que l'on peut trouver dans le mélange fini, ceux qui sont décrits dans le brevet des E U A n 4 387 176, et plus particulièrement des composés organiques ou des sels de métaux du groupe I Ia, comme le stéarate de magnésium, 20 le stéarate de calcium, le stéarate de baryum, etc, qui augmentent la résistance au feu du mélange matière thermoplastique/fluide de silicone On peut citer parmi d'autres agents ignifugeants plus classiques, l'oxyde d'antimoine et l'oxyde de décabromodiphényle On peut 25 également introduire des agents de réticulation comme le péroxyde de dicumyle et des charges, de renforcement principal, comme la silice fumée, l'argile, le talc, la walastonite, le carbonate de calcium, le tri-hydrate
d'aluminium, etc, dans la trémie avec la première 30 composition thermoplastique solide.
Lorsqu'on produit des mélanges de polypropylène et de fluides de silicone de viscosité élevée renfermant des additifs sensibles à la température de mélange on préhomogénéise, de préférence, le poly35 propylène avec les additifs voulus qui ne sont pas sensibles à la température de mélange lorsque l'on produit ces mélanges par le procédé avec alimentation latérale décrit dans la demande de brevet des E U A.
RD-14 476 Ces additifs sont classiquement, par exem5 ple, des agents de rétieculation, des charges de renforcement, des anti-oxydants et des auxiliaires.
On mélange classiquement le polypropylène et le fluide de silicone à une température comprise entre environ 200 ' et 3000 C, la température de mélange recom10 mandée étant comprise entre environ 210 et 230 'C Dans ces conditions, il ne se produit, au plus, qu'une dégradation mineure du polypropylène, et la dispersion du fluide de silicone de viscosité élevée est suffisamment importante pour que l'on obtienne d'excellentes propriétés mécaniques (résistance aux chocs, résistance
à la traction, etc).
On peut citer comme exemple de constituant sensible aux températures de transformation recommandées comprises entre 210 et 230 C, le trihydrate d'aluminium. 20 Cet additif se déshydrate à ces températures et perd ses propriétés ignifugeantes Bien que d'autres agents ignifugeants ne soient pas sensibles à ces températures de mélange optimum, on a trouvé que le trihydrate d'aluminium constituait un agent ignifugeant supérieur 25 des mélanges polypropylène/fluides de silicone produits par ce procédé Ces mélanges présentent classiquement des temps de combustion moyens courts de 5 secondes ou moins lorsqu'on les soumet à un essai de combustion,
conformément à Underwriters Laboratories, Incorporated 30 Bulletin UL-94.
On introduit, de préférence, le trihydrate d'aluminium dans l'extrudeuse avec une quantité supplémentaire de polypropylène, représentant entre 1 % et 100 % en poids du mélange polypropylène/fluide de silicone produit dans l'extrudeuse La quantité de polypropylène est, de préférence, suffisamment élevée pour abaisser la température du mélange matière thermoplastique/ fluide de silicone à l'intérieur de l'extrudeuse à une température comprise entre environ 180 et 200 C La 5 température du polypropylène ne refroidit pas seulement le mélange par une consommation de chaleur non négligeable, elle refroidit aussi le mélange par la consommation de la chaleur de fusion nécessaire pour
fondre le polymère cristallin solide.
Le point d'injection du trihydrate d'aluminium et du polypropylène se situe entre environ la moitié et les deux-tiers de la longueur de l'extrudeuse à partir de la trémie d'alimentation, le point d'injection étant indépendant du type de procédé utilisé pour 15 produire le mélange matière thermoplastique/fluide de silicone La quantité recommandée de trihydrate d'aluminium représente classiquement entre 0,1 % et 5 % en poids
du mélange fini.
Les polymères thermoplastiques utilisés dans 20 la seconde composition thermoplastique peuvent être les mêmes que ceux utilisés dans la première composition
thermoplastique, mais sans que l'on doive s'y limiter.
Lorsqu'on produit des mélanges matière thermoplastique/ fluide de silicone contenant du poly(oxyphénylène), du polystyrène et un fluide de silicone de de viscosité élevée, le polyoxyphénylène peut constituer l'essentiel de la première composition thermoplastique et le polypropylène
l'essentiel de la seconde composition.
On donne les exemples suivants pour que l'homme de l'art comprenne mieux l'invention On les donne dans le but d'illustrer l'invention, et ils ne
sont pas supposés la limiter.
Exemple I
On a produit un mélange polypropylène/ fluide de silicone en utilisant une extrudeuse Werner et Pfleiderer Modèle ZSK-30 à double vis co- rorative avec des vis de mélange intensif de 30 mm de diamètre et de 29 mm de longueur On a produit un mélange complet en un seul passage, ce mélange comprenant 57,7 parties en poids de polypropylène, 8,5 parties en poids de fluide de silicone de viscosité élevée (comprenant du polydiméthylsiloxane et une résine MQ en un rapport compris entre 1,9 et 1,0), 4,0 parties en poids de stéarate de magnésium, 18,8 parties en poids de 10 trihydrate d'aluminium {ATH) utilisé comme agent ignifugeant, le reste étant constitué par de l'oxyde
de décabromodiphényle.
On a utilisé le procédé avec alimentation latérale décrit dans la demande de brevet des E U A. 15 RD-14 476 On a introduit le polypropylène, le stéarate de magnésium, le trihydrate d'aluminium et l'oxyde de décabromodiphényle dans l'extrudeuse à double vis par la trémie d'alimentation On a fondu le polypropylène à l'intérieur de l'extrudeuse et on a 20 introduit le fluide de silicone dans l'extrudeuse en un point situé au 1/3 de la longueur de l'extrudeuse à partir de la trémie d'alimentation On a mélangé le fluide de silicone de viscosité élevée et la composition thermoplastique fondue à différentes températu25 res de la masse fondue, et plus particulièrement à 188 C, 198 C, 204 C et 2150 C, avec une vitesse de la vis de 300 tours/minute et un débit de 9,08 kg/h On
a fait passer quatre échantillons supplémentaires avec une vitesse de la vis de 500 tours/minute et un débit 30 de 9,08 kg/h, aux températures indiquées plus haut.
On a indiqué dans le tableau I, les temps de combustion des huit mélanges On a mesuré les temps de combustion conformément à l'essai décrit dans
Underwriters Laboratories, Inc Bulletin UL-94.
255 94
Tableau I
Température de la masse fondue 188 e C 198 C 204 C 215 C Température de combustion (s) 15 5 3,5 9 (vitesse de la vis 300 tours/mn) Temps de combustion (s) 18 7 5 6 (vitesse de la vis 500 tours/mn)
Exemple II
Cet exemple présente des réalisations de l'invention, dans lesquelles on ne fait subir aucune dégra10 dation aux constituants du mélange qui sontsensibles à la température de mélange du fluide de silicone de
viscosité élevée et de la composition thermoplastique.
Les échantillons de mélange produits dans cet exemple, présentaient une composition similaire à celle des mélanges produits dans l'exemple I, c'est-à-dire, de 57,7 parties en poids de polypropylène, 8,5 parties en poids de fluide de silicone de viscosité élevée (polydiméthylsiloxane et résine MQ), 4,0 parties en poids de stéarate de magnésium, 18,8 parties en poids de trihy20 drate d'aluminium îATE) utilisé comme agent ignifugeant,
le reste étant constitué par de l'oxyde de décabromodiphényle.
On a utilisé la même extrudeuse à double vis co-rotative et le procédé avec alimentation latérale 25 décrit dans la demande de brevet des E U A RD-14 476 pour produire le mélange fluide de silicone/première composition thermoplastique On a introduit le polypropylène, le stéarate de magnésium et l'oxyde de décabromodiphényle dans la trémie d'alimentation de l'extrudeuse à double vis co-rotative, le polypropylène représentant 52 pour cent en poids du mélange fini On a fondu le polypropylène à l'intérieur de l'extrudeuse et on a introduit le fluide de silicone de viscosité élevée dans l'extrudeuse en un point situé aux envi35 iers de la longueur de 'extrudeuse à partir rons du tiers de la longueur de l'extrudeuse à partir de la trémie d'alimentation On a produit trois mélanges polypropylène/fluide de silicone à des températures de la masse fondue d'environ 200 C, 205 C et 210 C, respectivement, et avec une vitesse de la vis de 500 tours/mn, à l'intérieur de l'extrudeuse On a incorporé le trihydrate d'aluminium (ATH) avec un peu de polypropylène ( 5,7 pour cent en poids du mélange fini) aux trois mélanges en aval de l'élément permettant l'injection de la silicone et on les a mélangés dans 10 l'extrudeuse On a mesuré les temps de combustion des trois mélanges, conformément à l'essai décrit dans le Bulletin UL-94 et on les a reportés dans le tableau II
avec le propriétés mécaniques des mélanges.
Tableau II Température de la masse fondue 200 C 205 C 210 C Temps de combustion (s) 3,8 3,8 3,4 Résistance à la traction 2,349 2,351 2,356 (d N/mm 2) Résistance aux chocs Gardner 16,72 18,65 20,79 (joules)
Exemple III
Cet exemple présente un autre procédé dans lequel on n'introduit pas le polypropylène avec le trihydrate d'aluminium (ATH) On a produit les mêmes trois mélanges à des températures de la masse fondue différentes de celles de l'exemple II, toutefois, on a introduit la totalité du polypropylène dans la trémie d'alimentation et on a introduit le trihydrate d'alumi30 nium (ATH) dans l'extrudeuse en aval de l'élément
permettant l'injection de la silicone, sans polypropylène.
On a mesuré les temps de combustion des mélanges conformément à l'essai d'inflammabilité décrit dans le Bulletin UL-94 On a reporté dans le tableau III, les
temps de combustion et les propriétés mécaniques.
Tableau III
Températures de la masse fondue 190 C 210 C 220 C Temps de combustion (s) 15 7 9 Résistance à la traction 2,377 2,370 2,387 (da N/mm 2) Résistance aux chocs Gardner 13,56 5,65 18,08 (joules) Les données du tableau III montrent les temps 10 de combustion variables obtenus par ce procédé prouvant
la déshydratation du trihydrate d'aluminium.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1 Procédé de production continu d'un mélange matière thermoplastique/fluide de silicone, caractérisé en ce qu'il comprend: a le mélange d'un fluide de silicone de viscosité élevée et d'une première composition thermoplastique, comprenant un ou plusieurs polymères thermoplastiques dans une extrudeuse, à une température de mélange suffisamment élevée pour fondre la première composition thermoplastique, le rapport pondérai de la première composition thermoplastique au fluide de viscosité élevée étant compris entre 100 et 1; b l'introduction d'un ou plusieurs additifs sensibles à la température de mélange avec une seconde 15 composition thermoplastique comprenant un ou plusieurs polymères thermoplastiques, dans l'extrudeuse en aval de l'endroit o commence le mélange de l'étape a, le rapport pondérai de la seconde composition thermoplastique au mélange de l'étape a étant compris entre 1 et 20 0,01; et c le mélange du mélange de l'étape a avec la seconde composition thermoplastique et les additifs
de l'étape b.
2 Procédé selon la revendication 1, caracté25 risé en ce que la première composition thermoplastique et la seconde composition thermoplastique se composent
des mêmes constituants.
3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les compositions thermoplastiques sont 30 essentiellement constituées par une ou plusieurs matières thermoplastiques choisies dans le groupe constitué par des polycarbonates, des polyéthylènes de faible densité, des polyéthylènes de densité élevée, du polypropylène, des poly(oxyphénylènes) , des poly 35 (téréphtalates d'alkylène), du polystyrène, des des polyesters, des polyamides, des polyimides, des ionomères, des polyuréthannes, des terpolymères
d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène.
4 Procédé selon la revendication 3, caracté5 risé en ce que les compositions thermoplastiques renferment de 1 à 3 % de charge choisie dans le groupe constitué par le talc, l'argile, la silice fumée, le carbonate de calcium et la walastonite; de 5 à 10 % d'un
agent de réticulation choisi dans le groupe constitué 10 par le péroxyde de dicumyle.
Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première composition thermoplastique
et la seconde composition thermoplastique sont essentiellement constituées par du polypropylène.
6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de silicone de viscosité élevée est constitué par de 40 à 100 % de polymères de polysiloxane présentant une masse molaire moyenne de 000 et plus et de 2 à 40 % d'une résine de silicone 20 MQ, sachant que les motifs M répondent à la formule R 2 Si O% 5 et que les motifs Q répondent à la formule
R Si 00 sio 2.
7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fluide de silicone de viscosité éle25 vée comprend d'environ 20 à 100 % de polydiméthylsiloxane 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fluide de silicone de viscosité élevée contient'de 2 à 50 % de résine de silicone MQ dans 30 laquelle le rapport des motifs M aux motifs Q est
compris entre 0,3 et 4,0.
9.'Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on mélange le fluide de silicone de viscosité élevée et le polypropylène à une température 35 comprise entre 200 et 230 C.
Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la température de mélange est comprise
entre environ 210 et 230 C.
11 Procédé selon la revendication 10, caracté5 risé en ce que l'additif sensible à la température est principalement constitué par du trihydrate d'aluminium.
12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que-le rapport du fluide de silicone de viscosité élevée à la première composition thermoplas10 tique est de 4 pour 1 et en ce que le rapport de la seconde composition au mélange de l'étape a est compris
entre 1 et 0,05.
13 Procédé de production continu d'un mélange polypropylène/fluide de silicone, caractérisé en ce 15 qu'il comprend: a le mélange d'un fluide de silicone de viscosité élevée et d'une composition composée essentiellement de polypropylène dans une extrudeuse, à une température comprise entre environ 210 et 230- C, 20 le rapport pondéral du polypropylène au fluide de silicone de viscosité élevée étant compris entre environ quatre et un; b l'introduction de trihydrate d'aluminium avec du polypropylène dans une extrudeuse en aval de 25 l'endroit o commence le mélange de l'étape a, le rapport pondéral du mélange de l'étape a etde la seconde portion de polypropylène étant compris entre environ et 1; et c le mélange du mélange de l'étape a avec 30 la seconde portion de polypropylène et le trihydrate d'aluminium. 14 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le fluide de silicone de viscosité élevée comprend de 20 à 100 % de polydiméthylsiloxane et de 2 à 40 % de résine de silicone MQ dans laquelle le rapport des motifs M aux motifs Q est compris entre environ
0,03 et 4,0.
Mélange polypropylène/fluide de silicone contenant du trihydrate d'aluminium produit conformé5 ment au procédé de la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend: a de 40 à 80 % de polypropylène; b de 10 à 40 % de polydiméthylsiloxane; c de 5 à 20 % de résine MQ, dans laquelle le rapport des motifs M à Q est compris entre 0,03 et 4,0; d de 1 % à 18 % de trihydrate d'aluminium; e de O à 10 % de talc; et f de O à 15 % d'un agent de réticulation choisi
dans le groupe constitué par le péroxyde de dicumyle et 15 l'oxyde de décabromodiphényle.
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