FR2635529A1 - Composition elastomere resistant aux carburants - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une composition élastomère résistant aux carburants. Cette composition comprend un copolymère acrylonitrile/butadiène, un plastifiant du type phtalate, du noir de carbone, du carbonate de calcium-magnésium, du polytétrafluoréthylène, des adjuvants de traitement et un catalyseur. Application : production d'éléments perfectionnés d'isolation de pompes à carburants, pouvant être utilisés en immersion dans de l'essence, du gas oil ou un autre carburant contenant des additifs.

Description

La présente invention concerne le domaine des résines synthétiques et,

plus précisément, une résine

synthétique, résistant aux carburants, du type acrylo-

nitrile. La présente invention est applicable en particulier a une matière résiliente qui est mise sous forme d'éléments d'isolation de pompe à carburant destinés à être utilisés avec des pompes à carburant qui sont immergées dans du carburant et sera décrite en se référant particulièrement a ces pompes à carburant, bien qu'il doive être noté que la présente invention possède des applications plus larges et peut être utilisée chaque fois que des pièces élastomères présentant une résistance à l'attaque par une large gamme de substances chimiques

servant -de carburants, dans une large plage de tempéra-

tures, sont requises.

Auparavant, la plupart des pompes à carburant dans les automobiles et d'autres applications concernant les moteurs à combustion interne étaient situées à proximité du moteur, à l'extérieur du réservoir de carburant. Cependant, avec l'apparition des moteurs à combustion interne du type a injection de carburant, il est

devenu courant de monter les pompes à carburant à l'inté-

rieur du réservoir de carburant associé au moteur à

combustion interne. Cet emplacement pose des problèmes.

Les réservoirs de carburant pour automobiles sont habituellement situés à l'extérieur du compartiment moteur. Le bruit provenant du réservoir de carburant est aisément transmis au compartiment passagers. Les pompes a carburant constituent souvent une source de vibration et de bruit. Lorsqu'elle est placée dans un réservoir de carburant, la pompe à carburant doit être isolée du point

de vue acoustique.

Les réservoirs de carburant pour automobiles sont souvent fabriqués en tôle d'acier. Les réservoirs de carburant pour automobiles sont parfois fabriqués par extrusion-soufflage d'une matière plastique en un corps à parois minces. Dans l'un ou l'autre cas, un corps analogue à un bidon est produit. Lorsqu'une pompe à carburant est montée à l'intérieur d'un réservoir de carburant, les caractéristiques analogues à celles d'un bidon du réservoir de carburant peuvent accroître le bruit produit par la pompe à carburant. Les pompes à carburant doivent être isolées du point de vue acoustique du réservoir de

carburant.

L'isolation et la séparation des pompes à carburant ont été effectuées au moyen d'éléments résilients fabriqués à partir de différentes matières résistant à l'attaque par l'essence. Des problèmes graves peuvent survenir si l'élément résilient est fabriqué à partir de matières qui ne présentent pas la résistance appropriée aux carburants. Tout d'abord, l'élément résilient proprement dit peut se détériorer. -Il peut gonfler, perdre son élasticité, se désagréger et/ou se rompre. Deuxièmement, la matière peut "empoisonner" le carburant. Si des composés ou des éléments de l'élément résilient sont extraits par le carburant et contaminent les pièces de l'injecteur de carburant, les catalyseurs présents dans le pot catalytique ou d'autres éléments déterminants, ils peuvent provoquer un fonctionnement défectueux du moteur et nécessiter des

réparations coûteuses de l'automobile, en plus du remplace-

ment des éléments proprement dits d'isolation de la pompe à carburant. Les problèmes d'attaque chimique des éléments résilients et d'empoisonnement du carburant ont éte aggravés par l'apparition de carburants, destinés a être utilisés dans des automobiles, autres que l'essence de distillation directe. Ainsi, un alcool, à la fois le méthanol et/ou l'éthanol, sont ajoutés actuellement à l'essence dans de nombreux pays. Des substances aromatiques et d'autres substances chimiques organiques peuvent être ajoutées à l'essence, tout comme le kérosène et l'éther méthyltertio-butylique (connu également sous le nom de mTBE). Un alcool est souvent ajouté a l'essence dans le: villes présentant des problèmes importants de pollution, car il est considéré que cet alcool diminue la pollution de l'air provoquée par la circulation des automobiles. Les autres constituants des carburants precités sont ajoutés pour différentes raisons dans différents endroits. Des additifs nouveaux pour carburants sont constamment élaborés

et mis sur le marché.

Un conducteur ne pouvant savoir ce qui est ajouté au carburant qu'il achète a une station-service, il

est devenu nécessaire de prendre en considération l'utili-

sation d'éléments d'isolation de pompes à carburant présentant une résistance & tous les additifs et éléments précités, parmi d'autres, pour carburants de sorte qu'il soit possible de faire fonctionner une automobile avec confiance dans une région géographique étendue et pendant toute sa durée de vie envisagée. Un nombre considérable d'automobiles étant commercialisé, les recherches de matières appropriées destinées à être utilisées dans des éléments d'isolation de pompes à carburant sont devenues intensives. Dans ce domaine, l'attention a été portée

classiquement aux élastomères fluorés.

Les élastomères fluorés présentent plusieurs inconvénients lorsqu'ils sont considérés comme une matière destinée aux éléments d'isolation de pompes à carburant à immerger dans le carburant. Les élastomères fluorés sont très coûteux. Les élastomères fluorés sont difficiles à mouler sous des formes compliquées et nécessitent parfois des conceptions particulières de moules. Les élastomères fluorés possèdent des propriétés médiocres de résistance au déchirement aux températures de moulage ou aux températures opératoires, ce qui rend difficile l'extraction d'une pièce finie d'un moule. Les élastomères fluorés possèdent généralement une grande dureté. Cette dureté augmente lorsque la température s'abaisse. Les élastomères fluorés sont tres denses. Une plus grande quantité d'élastomères fluorés, en poids, est nécessaire pour fabriquer une pièce donnée, par rapport à la plupart des autres compositions élastomères. Le moulage par transfert de pièces complexes

en élastomeres fluorés est difficile.

Les élastomères fluorés ont été largement utilisés dans la fabrication de petits joints, etc, destinés à être utilisés dans des pièces mises au contact du carburant, malgré les difficultés précitées. Dans de nombreuses applications, ces facteurs sont peu importants et, dans d'autres applications, les élastomères fluorés constituent simplement le meilleur, ou le seul, choix disponible. Bien que les élastomères fluorés possèdent de bonnes performances à haute température, leurs performances à basse température sont considérablement limitées en raison de la dureté accrue à basse température et d'autres inconvénients. Des amines sont actuellement utilisées comme additifs pour carburants. Certaines amines interagissent de manière destructrice avec certains élastomères fluorés. Une pièce en élastomère fluoré peut se rompre dans un carburant

contenant des amines.

Des nitriles ont eté également utilisés dans le passé dans des cas faisant intervenir la mise en contact avec l'essence. Une application concernait les conduits d'alimentation en carburant. Des difficultés ont éte rencontrées. L"'essence acide", c'est-à-dire de l'essence contenant des hydroperoxydes, possède un effet néfaste sur les élastomères renfermant des nitriles. La présence d'essence acide peut être provoquée en laissant simplement l'essence vieillir dans un récipient donné pendant un temps prolongé. Cela peut se produire à une station-service ou

bien dans un réservoir d'essence pour automobiles propre-

ment dit. On sait que le gaz acide détruit les compositions

il -i-

à base de nitriles utilisées dans les conduits de car-

burant, ce qui provoque des fuites de carburant et d'autres phénomènes inacceptables. En outre, les compositions classiques à base de nitriles renferment souvent des substances qui deviennent corrosives vis-a-vis du cuivre lorsqu'elles sont mises en contact avec un carburant. Cela pose un problème pour l'utilisation de nitriles dans un

milieu immergé contenant également des composants électri-

ques.

L'un des modes de rupture de matières élas-

tomères soumises à une attaque chimique est le gonflement.

Une pièce fabriquée pour avoir certaines dimensions, lorsqu'elle est immergée dans une substance chimique qui

l'attaque, présente un pourcentage important d'accroisse-

ment de ses dimensions. Il en résulte un endommagement mécanique de la pièce et une altération des propriétés mécaniques. Les élastomères à base de nitriles et les composés apparentés sont sensibles au gonflement lorsqu'ils sont mis en contact avec les alcools actuellement utilisés parfois dans les carburants. Ces problèmes sont décrits dans "Status Report, Effects of Gasohol on General Purpose Hycar Nitrile Compounds" par D. A. Seil; "Fuel Resistance

-2635529

and Fuel Permeability of NBR and NBR Blends" par J. R. Dunn, R. G. Vara, Elastomerics Magazine, Mai 1986; et "Compatability of Fuel-Handling Rubbers with Gasoline/Alcohol Blends" par A. Nersasian, Elastomerics Magazine, octobre 1980, qui sont incorporés au présent

mémoire à titre de référence.

La présente invention propose une composition élastomère qui peut être aisément moulée par transfert ou moulée par injection ou bien mise par d'autres traitements sous forme de pièces qui peuvent supporter une immersion dans des carburants ayant différentes compositions et qui conservent de bonnes caractéristiques élastomères dans une

large plage de températures.

Conformément à la présente invention, il est proposé une composition destinée à la fabrication d'un élément élastomère d'isolation, résistant aux carburants, comprenant un copolymère acrylonitrile/butadiène, un plastifiant du type phtalate, des charges choisies dans le groupe comprenant le noir de carbone, les carbonates de calcium-magnésium et le polytétrafluoréthylène, des adjuvants de traitement du type oxyde de zinc et acide gras, et un catalyseur présentant une résistance à la

dégradation lors de son immersion dans différents car-

burants et additifs.

Ces ingrédients, conformément à la présente invention, sont présents en les proportions générales suivantes, en parties en poids, sur la base de 100 parties: Ingrédient Parties Copolymère acrylonitrile/butadiène 20-40 Plastifiant 19-27 Oxyde de zinc 0,1-10 Acide gras 0,01-2,0 Noir de carbone pratiquement dépourvu de soufre 20-32 Carbonate de calcium 10-20 Polytétrafluoréthylène 0,1-20 Catalyseur ou agent de réticulation dépourvu de soufre 0,3-10 En outre, conformément à la présente invention, le copolymere acrylonitrile/butadiène possède une teneur en

acrylonitrile d'au moins 45 pour cent.

De plus, conformément a la présente invention, l'adjuvant de traitement du type acide gras est de l'acide stéarique ayant une densité de 0,84 et une teneur maximale

en humidité égale à 1 pour cent.

En outre, conformément à la présente invention

le plastifiant est un phtalate.

De plus, conformément à la présente invention, le plastifiant du type phtalate est un phtalate de butylbenzyle ayant une densité de 1,115 à 1, 123 et un

indice de réfraction de 1,535 à 1,540.

En outre, conformément à la présente invention, le catalyseur ou l'agent de réticulation dépourvu de

soufre est un peroxyde organique.

De plus, conformément a la présente invention, le catalyseur ou l'agent de réticulation du type peroxyde

organique est du 2,5-diméthyl-2,5-di(tertio-butylperoxy-

hexane) a 50 pour cent d'activité, sur un support minéral.

En outre, conformément à la présente invention, la composition destinée à la fabrication d'un élément élastomère d'isolation, résistant aux carburants, comprend, en parties en poids, sur la base d'un total de 100 parties en poids: Ingrédient Parties Copolymère acrylonitrile/butadiène (teneur en acrylonitrile égale à 45%) environ 30,22 Plastifiant du type phtalate environ 24,19 Oxyde de zinc environ 1,51 Acide stéarique environ 0,15 Noir de carbone environ 27,21 Carbonate de calcium-magnésium environ 15,12 Polytétrafluoréthylene environ 0,6 Catalyseur du type peroxyde organique environ 1 L'objectif principal de la présente invention consiste a proposer un élément d'isolation présentant de bonnes caractéristiques physiques lors de son immersion dans un carburant contenant n'importe lequel des, ou tous les, différents additifs pour carburants, dans une large

plage de températures.

Un autre objectif de la présente invention consiste à proposer un élément de séparation et d'isolation vis-à-vis des bruits et des vibrations, présentant un coût

initial bas comparativement aux autres matières dis-

ponibles. Encore un autre objectif de la présente invention consiste à proposer un élément d'isolation et/ou

de séparation fabriqué à partir d'une composition élas-

tomère qui est relativement aisée à mouler sous des formes complexes. Un autre objectif de la présente invention consiste à proposer un élément élastomère d'isolation et/ou de séparation qui "n'empoisonne" pas le carburant lors de

son immersion dans un carburant pendant un temps prolongé.

Encore un autre objectif de la présente invention consiste à proposer une composition élastomère qui ne provoque pas de corrosion de pièces électriques immergées dans le même réservoir de carburant que celui dans lequel un élément fabriqué à partir de la composition

est immergé.

Un autre objectif de la présente invention consiste à proposer une composition qui est résistante à l'attaque par des carburants et additifs de carburants très divers lors de son immersion totale dans ces carburants et additifs de carburant. Encore un autre objectif de la présente invention consiste à proposer une composition élastomère qui peut être moulée par injection, moulée par transfert ou fabriquée d'une autre manière en une pièce qui est résistante à des carburants et additifs de carburant très divers et qui conserve ses caractéristiques mécaniques aux températures ambiantes habituellement rencontrées dans les

zones tempérées.

Encore un autre objectif de la présent( invention consiste à proposer une composition élastomère qui est capable d'être moulée sous forme de pièces qui conservent leur élasticité et leurs propriétés mécaniques à des températures de -18'C à environ 100'C et qui supportent

une immersion dans différents carburants.

Ces caractéristiques et objectifs de la présente invention, parmi d'autres, apparaîtront à la

description détaillée de la forme de réalisation préférée

suivante. Les éléments d'isolation et de séparation destinés aux pompes à carburant, etc, sont des pièces de forme complexe. Ces pièces sont parfois des pièces cylindriques ayant une longueur totale d'environ 7,5 cm et un diamètre de 5 cm. Les pièces peuvent avoir des parois épaisses contenant un certain nombre de trous longs disposés longitudinalement dans la paroi épaisse du dispositif. D'autres formes, telles qu'un cylindre effilé présentant un évidement annulaire à une extrémité, sont également courantes. Bien que les formes décrites diffèrent radicalement les unes des autres par leur aspect, elles partagent plusieurs caractéristiques. Tout d'abord, les formes sont complexes. Deuxièmement, les formes présentent

de grandes surfaces comprenant de petits évidements.

Troisièmement, la complexité des formes est nécessaire afin que la pièce remplisse le rôle pour lequel elle est destinée, c'est-à-dire empêcher les vibrations et la

production de bruits lorsqu'une pompe à carburant fonction-

ne à l'intérieur d'un réservoir contenant du carburant.

La complexité des formes décrites nécessite des filières complexes de moulage et l'utilisation d'une composition élastomère pouvant être moulée en des formes complexes. La composition décrite ci-dessous satisfait à ces critères, parmi d'autres. La composition comprend un

certain nombre d'ingrédients.

Le premier ingrédient essentiel de la matière est un copolymère acrylonitrile/butadiène. Ces matières sont disponibles en des formulations très diverses. Il s'est révélé avantageux d'utiliser un copolymère acrylonitrile/butadiène ayant une teneur en acrylonitrile d' au moins 45 pour cent. Un copolymère acrylonitrile/butadiène apprécié est disponible sous la marque commerciale CHEMIGUM N206 auprès de Goodyear Chemical. Le copolymère acrylonitrile/butadiène est présent en une quantité d'environ 20 à 40 parties en poids, sur la base de 100 parties en poids. Si une quantité supérieure à parties est utilisée, la caractéristique de gonflement

de la composition peut être altérée.

L'ingrédient essentiel suivant est un. plas-

tifiant du type phtalate. De nombreux plastifiants du type phtalate sont disponibles et peuvent être utilisables dans cette composition. Le plastifiant préféré est un phtalate de butylbenzyle ayant une densité de 1,115 à 1,123 et un indice de réfraction de 1,535 à 1,540. Un plastifiant approprié est disponible sous la marque commerciale SANTICIZER 160 auprès de Monsanto Chemical Company. Le plastifiant est présent en une quantité d'environ 15 à

environ 45 parties en poids.

L'ingrédient suivant dans la composition est une charge du type noir de carbone. Il a été trouvé qu'un noir de carbone du type noir fourneau, semi-renforçant, de bas module, non tachant, présente des avantages dans la présente invention. Un avantage est que ce noir de carbone est pratiquement dépourvu de soufre. Bien que le soufre

puisse faciliter la réticulation des compositions élas-

tomères, il a été trouvé que le soufre présent dans le noir de carbone peut intervenir dans l'empoisonnement du carburant lorsqu'il est utilisé dans une composition élastomère moulée sous forme d'un élément de séparation destiné a une pompe à carburant.* UJn noir de carbone approprié est disponible sous la marque commerciale FURNEX N762 auprès de Columbian Carbon. Bien qu'il-soit possible d'utiliser d'autres charges, le noir de carbone accroit la

résistance physique et diminue la capacité d'absorption.

L'ingrédient suivant de la composition est une charge du type carbonate de calcium broyée à sec. Il a été trouvé que du carbonate de calciummagnésium broyé à sec, ayant une densité de 2,71 et un résidu maximal de 0,005 pour cent sur un tamis a ouverture de mailles de 0,044 mm est préféré dans la présente invention. Cependant, des carbonates de calcium provenant d'autres sources et ayant des caractéristiques légèrement différentes ont été

utilisés avec succès dans la présente invention.

L'ingrédient suivant utilisé dans la forme de

réalisation préférée est du polytétrafluoréthylène broyé.

La matière préférée est broyée & un diamètre de particule compris dans l'intervalle de 350 à 650 micromètres, avec une densité de 2,15 à 2,20. Une matière appropriée est disponible sous la marque commerciale TEFLON 6C auprès de DuPont Chemical Company. La charge accroît la résistance au déchirement et facilite l'expulsion de l'air lors du moulage. En l'absence de cette charge, la composition répond aux conditions qui lui sont imposées mais le

traitement est beaucoup plus difficile.

L'ingrédient suivant de la composition est de l'oxyde de zinc utilisé comme adjuvant de traitement. De l'oxyde de zinc, obtenu par le procédé français, ayant une densité de 5,57 et un résidu maximal de 0,5 pour cent sur

un tamis & ouverture de mailles de 0,044 mm est préféré.

Un oxyde de zinc approprié est disponible auprès de Pacific

Smelting sous la marque commerciale PASCO 524T. L'utilisa-

tion d'oxyde de zinc améliore la résistance au déchirement des pièces fabriquées à partir de la composition, par une activation de la réticulation. Une résistance améliorée au déchirement permet l'enlèvement de pièces complexes d'un

moule.

L'ingrédient suivant est un adjuvant de

traitement du type acide gras. Dans la forme de réalisa-

tion préférée, un acide stéarique de qualité pour caout-

choucs, ayant une densité de 0,84 et une teneur maximale en humidité de 1, 0 pour cent, est utilisé. Un acide stéarique approprié est disponible auprès de Harwick Chemical sous la désignation F1500. Il se révèle que l'oxyde de zinc et l'acide stéarique se comportent le mieux ensemble sous forme d'un adjuvant de polymérisation, ou de réticulation, lorsqu'ils sont présents en un rapport d'approximativement dix parties d'oxyde de zinc pour une partie d'acide stéarique. Le dernier ingrédient essentiel est un catalyseur ajouté pour provoquer la réticulation de la composition élastomère. Un catalyseur dépourvu de soufre est préféré. Des peroxydes organiques sont utilisés dans la

forme de réalisation préférée. Plus précisément, du 2,5-

diméthyl-2,5-di(tertio-butylperoxyhexane), à 50 pour cent d'activité, sur une charge minérale est utilisé. Un tel

peroxyde organique est disponible sous la marque commer-

ciale VAROX DBPH-50 auprès de R. T. Vanderbilt Company.

Les ingrédients décrits ci-dessus sont associés en les proportions suivantes, en parties en poids sur la base de 100 parties, et sont mélangés les uns aux autres: Inarédient Parties Copolyinère acrylonitrile/ butadiène 30,22 Plastifiant du type phtalate 24,19 Noir de carbone 27,21 Carbonate de calcium 15,12 Polytétrafluoréthylène 0,60 Oxyde de zinc obtenu par le procéde français 1,51 Acide stéarique 0,15 Catalyseur du type peroxyde organique 1,0 La formulation résultante est soigneusement mélangée et transformée en une pièce par moulage par injection, moulage par transfert ou d'autres techniques classiques de fabrication. La composition présente de bonnes caractéristiques, notamment comparativement. aux élastomères fluorés, la seule autre catégorie d'élastomères

connue pour avoir une résistance comparable aux carburants.

En outre, les pièces finies fabriquées à partir de cette

composition possèdent généralement une résistance supé-

rieure au déchirement, de meilleures caractéristiques a basse température, une dureté inférieure au duromètre et une densité inférieure, par rapport aux élastomères fluorés. Une densité inférieure signifie qu'une plus faible quantité de la composition de la présente invention, par rapport à un élastomère fluoré, est nécessaire pour fabriquer la même pièce. Cette caractéristique, associée aux économies importantes par unité de poids de la composition de la présente invention, comparativement aux élastomères fluorés, a pour résultat une diminution importante du coût de chaque pièce. En outre, bien que la

matière soit moins coûteuse, elle présente des caractéris-

tiques supérieures de séparation et d'isolation vis-a-vis des vibrations et du bruit, à basse température, par

rapport aux élastomères fluorés concurrents.

Le noir de carbone, le carbonate de calcium-

magnésium et le polytétrafluoréthylène, décrits ci-dessus, sont présents principalement comme charges. L'utilisation d'autres charges, telles que des argiles, le verre de silice, la silice précipitée, le quartz broyé, le charbon broyé, le talc, le mica et le liège broyé, a été envisagée dans cette composition. Cependant, il a été trouvé que le noir de carbone, le carbonate de calcium-magnésium et le polytétrafluoréthylène contribuent à la stabilité totale de la composition lorsqu'elle est soumise à une attaque par un

carburant et des additifs de carburants. Le polytétrafluor-

éthylène joue également le rôle d'adjuvant de traitement.

Il est possible de faire varier la quantité de chaque charge présente. Ainsi, le noir de carbone peut être

présent en une quantité d'environ 20 à environ 35 parties.

Le carbonate de calcium peut être présent en une quantité

d'environ 8 parties à environ 22 parties. Le polytétra-

fluoréthylène peut être omis complètement, ce qui peut rendre cependant le traitement difficile, ou bien peut être présent en une quantité allant jusqu'à environ 2 parties,

ou plus.

L'addition d'oxyde de zinc obtenu par le procédé français, d'acide stéarique et d'un catalyseur du type peroxyde organique se révèle activer la polymérisation de la pièce en copolymère acrylonitrile/butadiène sous forme d'un élément d'isolation de pompes à carburant, exceptionnellement stable, qui çst insensible à l'attaque par des carburants et des additifs de carburants et qui est pratiquement dépourvu de soufre. Il est possible de faire varier la quantité d'oxyde de zinc et d'acide stéarique présente pour satisfaire aux besoins du traitement. Pour une pièce de forme simple, ces adjuvants de traitement

peuvent être omis.

L'utilisation du copolymère acrylonitrile/butadiène plastifié avec un plastifiant du type phtalate, de la manière décrite ci-dessus, a pour résultat une pièce finie ayant une résistance étonnamment

bonne a des carburants contenant un alcool et des additifs.

Un copolymère acrylonitrile/butadiène ayant de plus faibles concentrations en acrylonitrile a été utilisé dans le passé, mais une résistance adéquate aux additifs de carburants n'a pas été obtenue. Il a été trouvé qu'une teneur en acrylonitrile égale à 45 pour cent améliore la résistance à l'attaque par les additifs de carburants. De manière inattendue, de bonnes caractéristiques à basse température peuvent être maintenues dans la composition de la forme de réalisation préférée malgré l'utilisation d'un copolymère ayant une teneur en acrylonitrile de 45 pour

cent.

Il est indiqué ci-dessous une comparaison montrant les propriétés améliorées d'éléments de séparation et d'isolation de pompes à carburant produits à partir de

la composition élastomère conforme à la présente invention.

La comparaison est effectuée par rapport à une composition à base de nitrile couramment admise par au moins un des principaux fabricants d'automobiles pour l'utilisation dans la production d'un élément d'isolation de pompe à carburant

et d'une composition fluorocarbonée.

La composition existante à base de nitrile est identifiée par le numéro de code 5420 et comprend les ingrédients suivants: Copolymère acrylonitrile/butadiène ayant une teneur en acrylonitrile d'approximativement 33 pour cent 34,75 parties Ester plastifiant du type phtalate de dioctyle ayant une densité de 0,985 22,86 parties Oxyde de zinc obtenu par le procédé français 1,73 partie Acide stéarique 0,17 partie Peroxyde de dicumyle recristallisé, actif à 99 pour cent 0,35 partie Noir de carbone 23,04 parties Carbonate de magnésium-calcium broyé à sec 17,28 parties Les résultats de l'essai de trois compositions immergées dans différents liquides analogues à des carburants, utilisés classiquement pour tester l'aptitude des compositions élastomères à supporter l'immersion dans les carburants sont indiqués ci-dessous. Les résultats de ces essais sont mentionnés dans trois colonnes. La première colonne indique les résultats concernant la composition à base de nitrile précédemment admise, de référence 5420; la deuxième colonne indique les résultats concernant la composition et la pièce de la forme de réalisationpréférée, identifiée par le numéro de référence 5205 et la troisième colonne indique les résultats concernant un élastomère fluorocarboné identifié par le numéro de code

8102.

Les résultats indiqués sont les caractéristi-

ques de dureté Shore initiale, la résistance à la traction et le pourcentage d'allongement des composés. Ces résultats sont suivis par ceux d'un essai similaire effectué sur des pièces fabriquées à partir des compositions et soumises à un vieillissement thermique ou bien immergées dans des compositions analogues à des carburants pendant un temps prolongé. La dernière ligne dans chaque tableau concerne le

coût des matières pour la composition testée.

Code_ 5420 5205 8102

VAIURS INITIAIES

Dureitre, Durete Shore A 42 51 58 Résistance à la traction, MPa 7,17 9,41 8,82 % d'allongement 450% 400% 320%

VARCIATINS

Vieillissement thermique-

heures à 100'C Durromtre 49 63 60 Résistance à la traction 6,76 10,23 9, 06 % d'allongement 380% 305% 280% Carburant C ASTM-48 heures

à 23'C

Duromètre 27 41 60 PRsistance à la traction 3,68J:" 7,08 7,65 % d'allongemeint 280% 345% 290% Volume +21,3% -0,5% +1,7% Carburant C ASIM (80%) Ethanol 20% 48 heures a 23'C Durometre 18 32 NC Resistance a la traction 2,52 5,60 6,46 % d'allcngerment 240% 295% 275% Volume +32,4% +7, 2% +3,8% Crburant C ASIM, 90% Mthanol 10% heures à 23'C Durcretre 16 33 54 Résistance à la traction 1,98 5,09 6,11 % d'allorent 210% 275% 270% Volume +41,3% +9,3% +6,2% Carburant C ASIM, 80% Méthanol 20% 48 heures à 23C *D urcetre 16 31 52 Résistance à la traction 1,90 5,09 5,46 % d'allcaemenrt 200% 280% 260% Volunme +48,7% +11,3% +6,9% Crburant C ASTM, 50% Méthanol 50% 48 heures à 23*C Dnurcrtre 18 36 53 Résistance à la traction 2,39 5,72 6,49 % d'allaonent 230% 273% 260% Volume +37,6% +6,4% + 6,7% Méthanol 100% 48 heures à 23'C D.rm. tre 32 45 58 Résistance à la tcraction 4,78 7,43 6,93 % d'allacneent 280% 350% 280% Volume +5,8% -7,8% +2,5% Essence acide d' indice de peroxyde

é & 90

168 heures à 60'C suivant AZ5-1 Durcmntre 34 69 52 Résistance à la traction 2,62 5,97 4,22 % d'allonaeent 250% 150% 220% Volume +6,8% -10,1% +8,45% Ouct des matières IX 1,75X 50X

Au moins un des principaux fabricants d'automo-

biles a fixé une norme de gonflement maximal de 15 pour cent pour les matières destinées aux éléments d'isolation des pompes à carburant. En conséquence, le pourcentage de gonflement est une caractéristique très importante. On peut constater que la composition existante à base de nitrile, 5420, ne répond pas à ce critère lorsqu'elle est immergée dans du carburant C ASTM, du carburant C et de l'éthanol ou du carburant C et du méthanol. Le gonflement, ou le pourcentage de variation de volume, peut atteindre 48,7 pour cent pour un mélange constitué de 80 pour cent de carburant C ASTM et 20 pour cent de méthanol. D'autre part, la forme de réalisation préférée de la présente invention présente un gonflement maximal seulement égal à 11,3 pour cent dans ce même mélange, bien en deçà de la

limite indiquée.

Lors de la comparaison de la forme de réalisa-

tion préférée de la présente invention à l'élastomère fluorocarboné, deux faits se dégagent. Le premier est indiqué sur le tableau précédent à la dernière ligne. La matière fluorocarbonée coûte plus de 25 fois plus cher que

la forme de réalisation préférée de la présente invention.

La seconde caracteristique importante est la dureté. Après immersion dans la totalité des fluides d'essai, sauf l'essence acide ayant un indice de peroxyde égal à 90, la forme de réalisation préférée de la présente invention a

conservé une dureté Shore A, au duromètre, de 30 à 45.

L'élastomère fluorocarboné possédait une dureté, mesurée au duromètre, notablement supérieure a celle obtenue après production et après immersion. Une dureté supérieure

mesurée au duromètre est une caractéristique des élas-

tomères fluorocarbonés.

La différence de dureté est accrue par des milieux a basse température. A des températures inférieures au point de congélation de l'eau, la dureté, mesurée au

duromètre, des élastomères fluorés augmente notablement.

Ces températures sont souvent rencontrées lors du fonction-

nement des automobiles. Des pièces produites à partir de ces composés deviennent très dures et leur utilité comme éléments d'isolation des vibrations et/ou éléments d'amortissement est fortement altérée. D'autre part, la forme de réalisation préférée de la présente invention conserve une plus faible dureté shore A, mesurée au duromètre, et ses caractéristiques d'amortissement des vibrations aux plus basses températures. Des éléments d'isolation de pompes à carburant produits conformément à la forme de réalisation préférée conservent une faible

dureté Shore à des températures pouvant s'abaisser à -40'C.

Cela rend possible l'utilisation de la matière dans la totalité de la plage des températures ambiantes normalement rencontrées aux Etats-Unis d'Amérique ou dans d'autres

régions tempérées.

Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées

sans sortir de son cadre.

Claims (30)

REVENDICATIONS

1. Composition élastomère résistant aux carburants et aux alcools, acoustiquement isolante, conservant ses propriétés d'isolation acoustique dans une plage de températures allant de -18'C à environ 93 C, caractérisée en ce qu'elle comprend, en parties en poids, sur la base d'un total de 100 parties en poids: Parties Copolymère acrylonitrile/butadiène ayant une teneur en acrylonitrile d'au moins environ 45% 20-40 Plastifiant du type phtalate 15-45 Ox:yde de zinc 0,1- 15 Acide gras 0,01-1,5 Charge pratiquement dépourvue de soufre, choisie dans le groupe comprenant le noir de carbone, le carbonate de calcium, le polytétrafluoréthylène et leurs mélanges 23-63 Catalyseur pratiquement dépourvu de soufre 0,3-10

2. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le catalyseur est un peroxyde organique.

3. Composition suivant la revendication 2,

caractérisée en ce que le catalyseur est le 2,5- diméthyl-

2,5-di(tertio-butylperoxyhexane).

4. Composition suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le catalyseur présente une activité

d'au moins 50 pour cent, sur un support minéral.

5. Composition suivant la revendication 1,

caractérisée en ce que la charge renferme du polytétra-

fluoréthylène en une quantité de 0,1 a 4,0 parties en poids

de la composition totale.

6. Composition suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la charge, comprend, en parties en poids de la composition totale: Noir de carbone 20-35 Carbonate de calcium-magnésium 8-22 Polytétrafluoréthylene 0,1-2,0

7. Composition suivant la revendication 6, caractérisee en ce que la charge comprend, en parties en poids de la composition totale: Noir de carbone 24-30 Carbonate de calcium-magnésium 12-18 Polytétrafluorethylène 0,4-1,0

8. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la charge comprend, en parties en poids de la composition totale, environ: Noir de carbone 27 Carbonate de calcium-magnésium 15 Polytétrafluoréthylène 0,6

9. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le copolymère et le plastifiant comprennent: Copolymère acrylonitrile/butadiène 25-35 Plastifiant du type phtalate 2030

10. Composition suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le plastifiant du type phtalate est

le phtalate de butylbenzyle.

11. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le copolymère et le plastifiant comprennent, en parties en poids de la composition totale, environ Copolymère acrylonitrile/butadiène 30 Plastifiant du type phtalate 24

12. Composition suivant la revendication 11, caractérisée en ce que le plastifiant du type phtalate est

le phtalate de butylbenzyle.

13. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'acide gras est l'acide stéarique, l'oxyde de zinc et l'acide stéarique représentant, en parties en poids de la composition totale, environ: Oxyde de zinc 1,5 Acide stéarique 0,15

14. Composition élastomère résistant aux carburants et aux alcools, acoustiquement isolante, conservant ses propriétés d'isolement acoustique dans une plage de températures allant de -18'C a environ 100 C, caractérisée en ce qu'elle comprend, en parties en poids, sur la base d'un total de 100 parties en poids: Un copolymere acrylonitrile/butadiène ayant une teneur en acrylonitrile d'au moins 45% 20-40 parties Un plastifiant 15-35 parties Un adjuvant inorganique de polymérisation et un acide gras ou dérivé d'acide gras, à action conjointe 0,1-5 parties Un catalyseur 0,1-5,0 parties Une charge choisie dans le groupe comprenant le noir de carbone, le carbonate de calcium et le polytétrafluoréthylène 33-53 parties

15. Elément élastomère d'isolation, résistant aux carburants, acoustiquement isolant, conservant ses propriétés d'isolation acoustique dans une large plage de températures, caractérisé en ce qu'il comprend, en parties en poids, sur la base d'un total de 100 parties en poids: Copolymère acrylonitrile/butadiène 20-40 parties Noir de carbone pratiquement dépourvu de soufre 22-32 parties Carbonate de calcium 10-20 parties Oxyde de zinc 0,01-10 parties Acide gras 0,01-5,0 parties Plastifiant 19-29 parties Agent de réticulation dépourvu de soufre 0,3-10 parties Polytétrafluoréthylène 0,1-20 parties

16. Element élastomère d'isolation, résistant aux carburants, acoustiquement isolant, conservant ses propriétés d'isolation acoustique dans une large plage de températures, caractérisé en ce qu'il est fabriqué à partir d'une composition comprenant, en parties en poids, sur la base d'un total de 100 parties en poids, environ: Copolymère acrylonitrile/butadiène 30,22 parties Noir de carbone pratiquement dépourvu de soufre 27,21 parties Carbonate de calcium ' 15,12 parties Oxyde de zinc 1,51 partie Acide gras 0,15 partie Plastifiant 24,19 parties Agent de réticulation dépourvu de soufre 1,0 partie Polytétrafluoréthylene 0,6 partie

17. Elément suivant la revendication 16, caractérisé en ce que l'agent de réticulation est un

peroxyde organique.

18. Elément suivant la revendication 16,

caractérisé en ce que le plastifiant est un phtalate.

19. Elément suivant la revendication 16,

caractérisé en ce que l'acide gras est l'acide stéarique.

20. Elément suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le copolymere acrylonitrile/butadiène

possède une teneur en acrylonitrile d'au moins environ 45%.

21. Composition élastomère résistant aux carburants et aux alcools, acoustiquement isolante, conservant ses propriétés d'isolation acoustique dans une plage de températures allant de -18'C à environ 93'C, caractérisée en ce qu'elle comprend, en parties en poids, sur la base d'un total de 100 parties en poids: Parties Copolymère acrylonitrile/butadiène ayant une teneur en acrylonitrile d'au moins environ 45% 20-40 Plastifiant du type phtalate 15-45 Charge pratiquement dépourvue de soufre 23-63 Catalyseur pratiquement dépourvu de soufre 0,3- 10

22. Composition suivant la revendication 21, caractérisée en ce que le catalyseur est un peroxyde organique.

23. Composition suivant la revendication 21, caractérisée en ce que la charge est choisie dans le groupe comprenant le noir de carbone, le carbonate de calcium, le

polytétrafluoréthylene et leurs mélanges.

24. Composition suivant la revendication 23, caractérisée en ce que la charge comprend, en parties en poids de la composition totale: Noir de carbone 20-35 Carbonate de calcium-magnésium 8-22 Polytétrafluoréthylène 0,1-2,0

25. Composition suivant la revendication 24, caractérisée en ce que la charge comprend, en parties en poids de la composition totale: Noir de carbone 24-30 Carbonate de calcium-magnésium 12-18 Polytétrafluoréthylène 0,4-1,0

26. Composition suivant la revendication 21, caractérisée en ce que la charge comprend, en parties en poids de la composition totale, environ: Noir de carbone 27 Carbonate de calciummagnésium 15 Polytétrafluoréthylene 0,6

27. Composition suivant la revendication 21, caractérisée en ce que le copolymère et le plastifiant comprennent: Copolymère acrylonitrile/butadiène 25-35 Plastifiant du type phtalate 20-30

28. Composition suivant la revendication 27, caractérisee en ce que le plastifiant du type phtalate est

le phtalate de butylbenzyle.

29. Composition suivant la revendication 21, caractérisée en ce que le copolymère et le plastifiant comprennent, en parties en poids de la composition totale, environ: Copolymère acrylonitrile/butadiène 30 Plastifiant du type phtalate 24

30. Composition suivant la revendication 29, caractérisée en ce que le plastifiant du type phtalate est

le phtalate de butylbenzyle.