FR2948122A1 - Procede de fabrication de composition polyester aux proprietes choc ameliorees - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une composition thermoplastique comprenant : ▪ une résine polyester (c) ; ▪ un mélange comprenant un copolymère (a) d'une α-oléfine et d'un monomère portant une insaturation éthylénique et une fonction époxy ainsi qu'un composé coeur-écorce (b) ; caractérisé en ce que ce procédé comprend : ▪ une première étape de fabrication du mélange (a) et (b) par extrusion à une température à laquelle le copolymère (a) est à l'état fondu et à une température maximale comprise dans la gamme allant de 60 à 180°C ; ▪ une seconde étape de fabrication de la composition thermoplastique par extrusion ou par mélange de la résine polyester (c) avec le mélange (a) et (b) obtenu à la première étape.

Description

1
Domaine de l'invention L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'une composition de polyester aux propriétés choc améliorées. Elle porte également sur des nouvelles compositions de polyester susceptibles d'être obtenues par ce procédé.
Etat de l'art Les polyesters possèdent d'excellentes propriétés de stabilité dimensionnelle, de résistance thermique ou de résistance chimique qui leur permettent d'être utilisés dans les domaines de l'emballage, électrique ou électronique. Cependant, au cours des opérations de transformation, une diminution du poids moléculaire du polyester peut survenir conduisant à une diminution des propriétés choc. Pour améliorer les propriétés choc, on peut utiliser un modifiant choc tel qu'un copolymère de l'éthylène et d'un époxyde insaturé. Par exemple, il est décrit dans le document EP963412 des pièces injectées de polyester comprenant un copolymère de l'éthylène et d'un époxyde insaturé ayant un indice de fluidité particulier. Ces pièces sont réalisées à partir d'une composition ayant une viscosité leur permettant d'être aisément extrudées Dans le brevet US5854346 est décrite une composition de polyester aromatique comprenant un copolymère de l'éthylène et d'un époxyde insaturé et un modifiant choc coeur-écorce. Dans le procédé décrit, les constituants sont introduits séparément dans le polyester.
Bien que ces compositions aient des propriétés choc améliorées, les propriétés choc peuvent dans certains cas s'avérer insuffisantes. 2
De plus, il est nécessaire que les compositions de polyester extrudées ou injectées aient des propriétés de viscosité leur permettant d'être aisément mise en oeuvre. Par ailleurs, les composés coeur-écorce sont sous forme pulvérulente et leur utilisation directe dans le polyester n'est pas pratique et peut conduire à des phénomènes d'agglomérations des composés coeur-écorce dans certaines conditions de procédé. Egalement, la fabrication de la composition est réalisée à haute température, c'est-à-dire généralement à une température supérieure à 180°C : on utilise un outillage de mise en oeuvre régulé à haute température, par exemple une extrudeuse, et on alimente généralement de façon continue les différents constituants de la composition par des trémies qui sont en contact avec l'appareillage de mise en oeuvre. Or, lorsque les trémies d'alimentation sont en contact avec l'appareillage, la chaleur est transmise de l'extrudeuse vers les trémies, ce qui conduit à une augmentation de la température des différents constituants présents dans les trémies. Or, le copolymère de l'éthylène et d'un époxyde insaturé peut devenir collant, ce qui peut boucher l'alimentation de l'extrudeuse.
Il existe donc un besoin de trouver un procédé permettant 25 de résoudre au moins un des problèmes présentés ci-dessus.
Résumé de l'invention C'est justement l'objet de la présente invention qui porte sur un procédé de fabrication d'une composition 30 thermoplastique comprenant : ^ une résine polyester (c) ; 3
^ un copolymère (a) d'une a-oléfine et d'un monomère portant une insaturation éthylénique et une fonction époxy ; ^ et un composé coeur-écorce (b) ; caractérisé en ce que ce procédé comprend : ^ une première étape de fabrication par extrusion d'un mélange comprenant (a) et (b) à une température à laquelle le copolymère (a) est à l'état fondu et à une température maximale comprise dans la gamme allant de 60 à 180°C ; ^ une seconde étape de fabrication de la composition thermoplastique par extrusion ou par mélange de la résine polyester (c) avec le mélange (a) et (b) obtenu à la première étape.
En réalisant un tel procédé, on améliore de manière surprenante le comportement au choc de la composition de polyester par rapport aux compositions de l'art antérieur où un tel premier mélange n'est pas réalisé. De plus, la viscosité de la composition de polyester obtenue permet une transformation aisée de la composition de polyester, par exemple par injection. On résout également les problèmes de mise en oeuvre obtenus lorsque l'on introduit directement le copolymère (a) et/ou le composé coeur-écorce (b) dans le polyester L'invention a également pour objet une composition susceptible d'être obtenue par ce procédé ainsi que par selon l'un des différents modes de l'invention présentés ci-dessous, ces modes étant pris seuls ou en combinaison entre eux.
L'étape de fabrication du mélange (a) et (b) de la première étape est avantageusement réalisée de manière à ce que la 4
température maximale est comprise dans la gamme allant de 70 à 140°C.
Selon un mode de réalisation, l'étape de fabrication du mélange (a) et (b) de la première étape se fait par extrusion dans une extrudeuse bi-vis ou mono-vis, préférentiellement en mono-vis.
Préférentiellement, le temps de séjour du mélange (a) et 10 (b) de la première étape est compris dans la gamme allant de 10 à 300 secondes.
La seconde étape de fabrication du mélange avec la résine polyester (c) peut être réalisée de manière à ce que la 15 température de mélange soit comprise dans la gamme allant de 180 à 320°C.
Le ratio (a) / (b) est avantageusement compris dans la gamme allant de 1/9 à 9/1, préférentiellement de 1/4 à 1,5/1. La composition peut comprendre par rapport à sa masse totale de 20 à 99%, par exemple de 50 à 97%, en masse de résine polyester (c) et de 1 à 80%, par exemple de 3 à 50%, en masse du mélange de (a) et (b). 25 La résine polyester (c) peut selon une première variante de l'invention être choisie parmi le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT) et le copolyester de l'éthylène glycol, du cyclohexane diméthanol et de 30 l'acide téréphtalique (PETG). 20 La résine polyester (c) peut selon une seconde variante de l'invention être choisie parmi le polyhydroxyalcanoate (PHA) et le poly(acide lactique) (PLA).
5 Selon un mode de réalisation, une partie du polyester de la résine (c) est substitué par du polycarbonate. Selon ce mode, le terme résine polyester (c) signifie un mélange de polycarbonate et de polyester.
Le copolymère (a) et le composé (b) peuvent être pré-mélangés à froid avant l'étape de fabrication du mélange ((a) et (b .
La partie écorce du composé coeur-écorce (b) peut comprendre 15 sous forme polymérisée : ^ un méthacrylate d'alkyle dont la chaîne alkyle comprend de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 ^ et/ou un composé organique aromatique vinylique 20 comprenant de 6 à 12 atomes de carbone tel que le styrène ; ^ et/ou de l'acrylonitrile ; cette partie écorce étant ou non réticulée.
25 La partie coeur du composé coeur-écorce (b) peut comprendre sous forme polymérisée : ^ un diène conjugué comprenant de 4 à 12 atomes de carbone, de préférence de 4 à 8 ; ^ ou un acrylate d'alkyle dont la chaîne alkyle comprend 30 de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 1 à 8 ; cette partie coeur étant ou non réticulée. 6
Avantageusement, le composé coeur-écorce (b) est choisi parmi . ^ un composé ayant un coeur comprenant du butadiène et une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle ou un mélange de méthacrylate de méthyle et de styrène ; ^ un composé ayant un coeur comprenant de l'acrylate de 2-éthylhexyle et une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle ou un mélange de méthacrylate de méthyle et de styrène ; ^ un composé ayant un coeur comprenant du butadiène et une écorce comprenant un mélange d'acrylonitrile et de styrène.
Selon un mode, le composé (b) a un coeur comprenant du butadiène et une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle ou un mélange de méthacrylate de méthyle et de styrène et la résine polyester (c) comprend du PBT. Selon un autre mode, le composé (b) a un coeur comprenant de l'acrylate de 2-éthylhexyle et une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle ou un mélange de méthacrylate de méthyle et de styrène et la résine polyester (c) comprend du PLA.
Le ratio de la masse de l'écorce sur la masse du coeur est 25 par exemple comprise dans la gamme allant de 1 :1 à 20 :1.
Le monomère portant une insaturation éthylénique et une fonction époxy est préférentiellement le méthacrylate de glycidyle. Le copolymère (a) peut être avantageusement choisi parmi le copolymère d'éthylène et de méthacrylate de glycidyle et le 30 7
copolymère d'éthylène, de (méth)acrylate d'alkyle et de méthacrylate de glycidyle.
L'invention porte également sur une composition susceptible 5 d'être obtenue par le procédé selon l'invention.
Description détaillée de l'invention
L'invention porte sur un procédé de fabrication d'une 10 composition thermoplastique comprenant un copolymère (a) d'une a-oléfine et d'un monomère portant une insaturation éthylénique et une fonction époxy, un composé coeur-écorce (b) et une résine polyester (c).
15 Copolymère (a) Le copolymère (a) peut comprendre par rapport à sa masse totale de 99,9 % à 40% en masse en a-oléfine, avantageusement de 83,5 à 55%. Le copolymère (a) peut comprendre par rapport à sa masse 20 totale de 0,1 % à 15% en masse en monomère portant une insaturation éthylénique et une fonction époxy, avantageusement de 1,5 à 10% Selon un mode de l'invention, le copolymère (a) comprend un monomère portant une insaturation éthylénique ne portant 25 pas de fonction époxy et étant différent d'une a-oléfine. Le copolymère (a) peut comprendre par rapport à sa masse totale de 0 % à 45% en masse de ce monomère, avantageusement de 15 à 35%. Selon l'invention, les quantités des différents monomères 30 présents dans les constituants (a) et (b) peuvent être mesurées par spectroscopie infrarouge en utilisant la norme ISO8985. 8
A titre d'a-oléfine, on peut citer les a-oléfines comprenant de 2 à 6 atomes de carbone tels que l'éthylène ou le propylène. On préfère l'éthylène comme a-oléfine. A titre d'exemple de monomère portant une insaturation éthylénique et une fonction époxy, on peut citer les esters et éthers de glycidyle aliphatiques tels que l'allyl glycidyléther, le vinyl glycidyléther, le maléate et l'itaconate de glycidyle, le (méth)acrylate de glycidyle, et les esters et éthers de glycidyle alicycliques tels que le 2-cyclohexène-1-glycidyléther, le cyclohexène-4, 5- diglycidyl carboxylate, le cyclohexène-4-glycidyl carboxylate, le 5-norbornène-2-méthyl-2-glycidyl carboxylate et l'endo cis-bicyclo(2,2,1)-5-heptène-2,3- diglycidyl dicarboxylate. On préfère portant une En ce qui éthylénique le méthacrylate de glycidyle comme monomère insaturation éthylénique et une fonction époxy. concerne le monomère portant une insaturation ne portant pas de fonction époxy et étant différent d'une a-oléfine, le monomère peut comprendre jusqu'à 24 atomes de carbone. On peut citer comme exemple de monomère les esters vinyliques d'acide carboxylique saturé tel que l'acétate de vinyle, les diènes, les acrylates d'alkyle ou méthacrylates d'alkyle regroupés sous le terme (méth)acrylates d'alkyle dans la présente description. Avantageusement, le monomère portant une insaturation éthylénique ne portant pas de fonction époxy et étant différent d'une a-oléfine est un (méth)acrylate d'alkyle.
On préfère ceux dont la chaîne alkyle comprend de 1 à 12 atomes de carbone, avantageusement de 1 à 6, voire de 1 à 4. Avantageusement, les (méth)acrylates d'alkyle sont l'acrylate de n-butyle, l'acrylate d'isobutyle, l'acrylate 9
de 2-éthylhexyle, l'acrylate d'éthyle et l'acrylate de méthyle. Préférentiellement, les (méth)acrylates d'alkyle sont l'acrylate de n-butyle, l'acrylate d'éthyle et l'acrylate de méthyle. De manière toute préférée, il s'agit de l'acrylate de méthyle. L'indice de fluidité à l'état fondu du copolymère (a) selon l'invention peut être par exemple de 1 à 500 g/10 min, mesuré selon la norme ASTM D 1238 à 190°C et à 2,16kg. Le copolymère (a) peut être obtenu par copolymérisation radicalaire des différents monomères. On peut utiliser les procédés dits de polymérisation radicalaire fonctionnant habituellement à des pressions entre 200 et 2 500 bars. Ces procédés sont mis en oeuvre industriellement en utilisant deux types principaux de réacteurs : un réacteur de type autoclave ou un réacteur de type tubulaire. Ces procédés de polymérisation sont connus de l'homme du métier et on peut utiliser par exemple les procédés décrits dans les documents FR2498609, FR2569411 et FR2569412.
Composé coeur-écorce (b) S'agissant du composé coeur-écorce (b), il se présente sous la forme de fines particules ayant un coeur en élastomère et au moins une écorce thermoplastique, la taille des particules est en général inférieure à 1 pm et avantageusement comprise entre 200 et 500 nm.
A titre d'exemple de coeur on peut citer les homopolymères de l'isoprène ou du butadiène, les copolymères de l'isoprène avec au plus 30% en moles d'un monomère vinylique différent de l'isoprène et les copolymères du butadiène avec au plus 30% en moles d'un monomère vinylique différent du butadiène. Le monomère vinylique peut être par 10
exemple l'isoprène, le butadiène, le styrène, un alkylstyrène, l'acrylonitrile ou un méthacrylate d'alkyle. Une autre famille de coeur est constituée par les homopolymères d'un acrylate d'alkyle et les copolymères d'un acrylate d'alkyle avec au plus 30% en moles d'un monomère vinylique différent d'un acrylate d'alkyle tel que le styrène, un alkylstyrène, l'acrylonitrile, le butadiène ou l'isoprène. La chaîne alkyle de l'acrylate comprend généralement de 2 à 20 atomes de carbone. L'acrylate d'alkyle est avantageusement l'acrylate de butyle ou l'acrylate de 2-éthylhexyle. Le coeur du composé coeur-écorce (b) peut être réticulé en tout ou partie. Il suffit d'ajouter des monomères au moins difonctionnels au cours de la préparation du coeur, ces monomères peuvent être choisis parmi les esters poly(méth)acryliques de polyols tels que le di(meth)acrylate de butylène et le trimethylol propane trimethacrylate. D'autres monomères difonctionnels sont par exemple le divinylbenzène, le trivinylbenzène, l'acrylate de vinyle et le méthacrylate de vinyle. On peut aussi réticuler le coeur en y introduisant, par greffage ou comme comonomère pendant la polymérisation, des monomères fonctionnels insaturés tels que des anhydrides d'acides carboxyliques insaturés, des acides carboxyliques insaturés et des époxydes insaturés. On peut citer à titre d'exemple l'anhydride maléique, l'acide (méth)acrylique et le méthacrylate de glycidyle.
L'écorce est généralement constituée d'un homopolymère de styrène, d'un alkylstyrène ou de méthacrylate d'alkyle tel que le méthacrylate de méthyle. Elle peut également être constituée d'un copolymère comprenant au moins 70% en moles de l'un de ces monomères avec au plus 30% en moles d'au 11
moins un comonomère différent et choisi parmi les autres monomères précédents, l'acétate de vinyle et l'acrylonitrile. Préférentiellement, on utilise un composé coeur-écorce (b) ayant une écorce comprenant du styrène ou un composé coeur-écorce (b) ayant une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle. Le composé (b) peut comprendre plus d'une écorce. Des exemples de copolymère (b) ainsi que leur procédé de préparation sont décrits dans les brevets suivants : US 4 180 494, US 3 808 180, US 4096 202, US 4 260 693, US 3 287 443, US 3 657 391, US 4 299 928, US 3 985 704. On peut citer comme composés (b) préférés le composé coeur-écorce (b) est choisi parmi : ^ un composé ayant un coeur comprenant du butadiène et 15 une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle ou un mélange de méthacrylate de méthyle (M) et de styrène (S) avec un ratio molaire (M)/(S) préférentiellement supérieur ou égal à 2.33 ; ^ un composé ayant un coeur comprenant un acrylate 20 d'alkyle préférentiellement choisi parmi l'acrylate de 2-éthylhexyle et l'acrylate de n-butyle et une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle ou un mélange de méthacrylate de méthyle et de styrène avec un ratio molaire (M) / (S) supérieur ou égal à 2.33 ; 25 ^ un composé ayant un coeur comprenant du butadiène et une écorce comprenant un mélange d'acrylonitrile (A) et de styrène avec un ratio molaire (A)/(S) préférentiellement supérieur ou égal à 2.33. Avantageusement, le coeur représente de 60 à 90% en masse du 30 composé (b) et l'écorce représente de 40 à 10%. L'écorce peut être fonctionnalisée en y introduisant, par greffage ou comme comonomère pendant la polymérisation, des monomères fonctionnels insaturés tels que des anhydrides 12
d'acides carboxyliques insaturés, des acides carboxyliques insaturés et des époxydes insaturés. On peut citer à titre d'exemple l'anhydride maléique, l'acide (méth)acrylique et le méthacrylate de glycidyle.
Résine polyester (c) Le terme résine polyester (c) désigne des polymères comprenant des motifs répétitifs de type ester. Ce sont des produits saturés obtenus par réaction de condensation de glycols et d'acides dicarboxyliques ou de leurs dérivés ou par réaction d'hydroxyacides ou de leurs dérivés, par exemple leurs dimères. Ils peuvent comprendre les produits de condensation d'acides dicarboxyliques aromatiques ayant de 8 à 14 atomes de carbone et d'au moins un glycol aliphatique cyclique ou acyclique de formule HO(CH2)nOH dans laquelle n est préférentiellement un entier valant de 2 à 10. Le polyester peut être synthétisé à partir de plusieurs diacides et/ou plusieurs glycols : on parle alors de 20 copolyesters. Jusqu'à 50 % en mole de l'acide aromatique dicarboxylique peut être remplacé par au moins un acide aromatique dicarboxylique différent, et/ou jusqu'à 20 % en mole peut être remplacé par un acide aliphatique dicarboxylique ayant 25 par exemple de 2 à 12 atomes de carbone. Le polyester peut comprendre des esters dérivés : ^ d'acide aromatique dicarboxylique tel que l'acide téréphtalique, l'acide isophtalique, l'acide bibenzoïque, l'acide naphtalène dicarboxylique, 30 l'acide 4,4'-diphénylenedicarboxylique, l'acide bis(p-carboxyphényl) méthane, l'éthylène bis p- benzoïque acide, l'acide 1-4 tétraméthylène bis(p- oxybenzoïque), l'acide éthylène bis (para 13
oxybenzoïque) et/ou l'acide 1,3-triméthylène bis (poxybenzoique) ; ^ et de glycol tel que l'éthylène glycol, le 1,3 triméthylène glycol, le 1,4-tétraméthylèneglycol, le 1,6-hexaméthylène glycol, le 1,3 propylène glycol, le 1,8 octaméthylèneglycol, le 1,10-decaméthylène glycol, le neopentylglycol, et/ou le cyclohexane diméthanol. Les polyesters peuvent être le polyéthylène téréphtalate (PET), le poly(1,4-butylène) téréphtalate (PBT), le 1,4- cyclohexylène diméthylène téréphtalate (PCT), le polytriméthylène téréphtalate (PTT) ou le 1,4-cyclohexylène diméthylène isophtalate. A titre d'exemple de copolyesters, on peut citer le polyéthylène (téréphtalate-co-isophtalate), le 1,4- polybutylène (téréphtalate-co-isophtalate), le 1,4-cyclohexylène diméthylène (téréphtalate-co-isophtalate) et le copolyester de l'éthylène glycol, du cyclohexane diméthanol et de l'acide téréphtalique, connu sous l'abbréviation PETG. S'agissant de la résine polyester (c), elle peut comprendre ou être constituée de polyesters d'origine renouvelable, c'est à dire des polyesters obtenus par des matières premières d'origine végétale ou animale et non pétrochimique : ^ les polylactides par exemple, les polymères et copolymères de l'acide lactique (PLA) ou encore les polymères et copolymères de l'acide glycolique (PGA), ^ ou les poly(hydroxyalcanoate) homo ou copolymères (PHA) : par exemple, les PHB Poly(hydroxybutyrate), PHBV (copolymere d'hydroxybutyrate-valerate, ex . poly(3-hydroxybutyrate)-poly(3-hydroxyvalerate)), 14
PHBHx (copolymere d'hydroxybutyrate-hexanoate), PHBO (copolymere hydroxybutyrate-hexanoate). Parmi les polyesters d'origine renouvelable, les PLA peuvent être choisis parmi les produits de la marque Natureworks de la société Cargill, de la marque Ecoplastic de la société Toyota, de la marque Lacea de la société Mitsui Chemical. Toujours parmi les polymères issus de ressources renouvelables, les PHBV peuvent être choisis parmi les produits de la marque Biopol (ex : biopol D600G) de la société Zeneca, des produits de la société Biomer ou des produits de la société Métabolix.
Le polyester peut également être un copolyetherester qui est un copolymère à blocs polyester et blocs polyéther. Les motifs polyéthers sont dérivés de polyétherdiols tels que le polyéthylène glycol (PEG), le polypropylène glycol (PPG) ou le polytétraméthylène glycol (PTMG), des motifs diacide carboxylique tels que l'acide téréphtalique et des motifs diols courts allongeurs de chaine tels que le glycol (éthane diol) ou le butane diol, 1-4. L'enchaînement des polyéthers et des diacides forme les segments souples alors que l'enchaînement du glycol ou du butane diol avec les diacides forme les segments rigides. On peut aussi utiliser un mélange de différents polyesters. 25 On peut avantageusement utiliser dans le procédé selon l'invention le PBT ou le PLA comme résine polyester (c).
Selon un mode de réalisation, une partie du polyester est 30 substitué par du polycarbonate. Selon ce mode, le terme résine polyester (c) signifie un mélange de polycarbonate et de polyester. 15
L'indice de fluidité à l'état fondu de la résine polyester (c), mesuré à 250°C sous 2,16 kg, peut varier de 2 à 100 et avantageusement de 10 à 80. 1ère étape : fabrication du mélange (a) et (b)
La première étape de fabrication est réalisée par extrusion d'un mélange comprenant (a) et (b) à une température à laquelle le copolymère (a) est à l'état fondu et à une température maximale comprise dans la gamme allant de 60 à 180°C, préférentiellement de 70 à 140°C. La température de fusion du copolymère (a) peut être mesurée par DSC par la méthode ISO 11357-03. Dans cette étape de fabrication réalisée par extrusion, le 15 mélange ne comprend essentiellement pas de résine polyester (c). L'extrusion est une technique de mélange et de transformation continue des matériaux. Pour extruder le mélange, on alimente en copolymère (a) et en composé (b) un 20 fourreau régulé thermiquement à l'intérieur duquel tourne au moins une vis sans fin. Cette vis malaxe et transporte les granules vers une filière, permettant d'obtenir un mélange homogène à l'état fondu par l'effet de la chaleur et du cisaillement. La filière conférera à la masse 25 plastique la forme désirée. On peut utiliser un granulateur en sortie de l'extrudeuse. Préférentiellement, le temps de séjour lors du mélange par extrusion est compris dans la gamme allant de 10 à 300 secondes, préférentiellement de 30 à 240 secondes. 30 On peut utiliser par exemple une extrudeuse bi-vis ou une extrudeuse mono-vis. On préfère utiliser un profil de vis peu cisaillant lors de l'extrusion, par exemple en utilisant une extrudeuse de type mono-vis. 16
2nde étape : fabrication de la composition thermoplastique
La fabrication de la composition thermoplastique comprenant le copolymère (a), le composé (b) et la résine polyester (c) est réalisée par les appareillages de mise en oeuvre des polymères thermoplastiques dans des extrudeuses mono ou double vis, des mélangeurs ou des appareils du type Ko malaxeur BUSS TM.
Selon le polyester utilisé, la température maximale de la composition peut être comprise dans la gamme allant de 180 à 320°C. Préférentiellement, on réalise la seconde étape de fabrication par extrusion bi-vis ou mono-vis.
Le mélange de (a) et (b) peut être introduit de façon continue par une trémie d'alimentation. De manière surprenante, l'utilisation de ce procédé permet d'obtenir des compositions thermoplastiques ayant de bonnes propriétés de résistance au choc. Sans être lié à une quelconque théorie, la demanderesse explique les bonnes propriétés choc de la composition par le procédé selon l'invention par une bonne répartition de (a) et (b) dans la composition thermoplastique. De plus, en procédant de la sorte, on résout les problèmes de l'utilisation directe de produits pulvérulents dans le polyester. De plus, comme le mélange de (a) et (b) présente un caractère moins collant que le copolymère (a) seul, on résout également les problèmes d'alimentation d'appareillage de mise en oeuvre.
La composition thermoplastique peut également comprendre des additifs pour améliorer certaines de leurs propriétés tels que des agents glissants, des agents antibloquants, des antioxydants, des anti U.V. et des charges. Les charges peuvent être des fibres de verre, des ignifugeants, du talc ou de la craie. Ces additifs peuvent être ajoutés dans la composition lors de la première ou la seconde étape de fabrication.
Exemples
Pour réaliser des exemples de la composition et des 10 structures selon l'invention, on a utilisé les produits suivants . (a) copolymère éthylène - acrylate de méthyle - méthacrylate de glycidyle comprenant en poids 25% d'acrylate et 8% de méthacrylate de glycidyle dont la 15 température de fusion mesuré par DSC (ISO 11357-03) est de 65°C. (b1) : composé coeur-écorce CLEARSTRENGTH E920 comprenant du butadiène, du méthacrylate de méthyle et du styrène commercialisé par ARKEMA. 20 (b2) : composé coeur-écorce DURASTRENGTH D440 comprenant de l'acrylate de 2-éthylhexyle et du méthacrylate de méthyle commercialisé par ARKEMA. Polyester (c1) : Polybutylène téréphtalate. Polyester (c2) : Poly acide lactique. 25 Les compositions selon l'invention (1) et (2) et comparatives (Ibis) et (2bis) comprennent les constituants (a), (b1), (b2), (c1), (c2) dans les proportions du Tableau 1. La composition (1) a été préparée en 2 étapes : On mélange dans une première étape les constituants (a) et (b1) dans le ratio du Tableau 1 par extrusion. L'extrusion 30 18
est réalisée dans une extrudeuse de type mono-vis dont le diamètre est de 60 mm et le rapport L/D est de 28. La température maximale du mélange est de 133°C. On extrude dans une seconde étape ledit mélange obtenu avec 5 le polyester (cl), dans les proportions du Tableau 1.
La composition (Ibis), qui comprend les mêmes constituants que la composition (1) et dans les mêmes proportions, a été préparée en une seule étape en mélangeant les constituants 10 (a), (b1) et (c1) dans les mêmes conditions d'extrusion que la seconde étape de fabrication de la composition (1).
La composition (2) a également été préparée en 2 étapes en mélangeant dans une première étape les constituants (a) et 15 (b2) selon le ratio du Tableau 1, le mélange étant réalisé par extrusion dans les mêmes conditions que la première étape de mélange de la composition (1). La température maximale du mélange est de 105°C. On extrude dans une seconde étape ce mélange avec le 20 polyester (c2), dans les proportions du Tableau 1.
La composition (2bis), qui comprend les mêmes constituants que la composition (2) et dans les mêmes proportions, a été préparée en une seule étape en mélangeant les constituants 25 (a), (b2) et (c2) dans les mêmes conditions d'extrusion que la seconde étape de fabrication de la composition (2).
Les propriétés Choc Charpy entaillé sont mesurées selon la norme ISO 179:2000. Plus la valeur choc charpy est 30 élevée, meilleure est la résistance au choc. Ces propriétés ont été mesurées à température ambiante (23°C) et à froid (-20°C ou -40°C). Les valeurs obtenues sont également reportées au Tableau 1.
Tableau 1 Compositions Pourcentage Ratio Choc Choc Choc massique massique charpy charpy charpy (a) + (b) / (a) / (b) 23°C -20°C -40°C (a)+(b)+(c (1) 20% (3) / (7) 93 75 Non mesuré (Ibis) 20% (3) / (7) 86 44 Non mesuré (2) 15% (1) / (1) 63 Non 6 mesuré (2bis) 15% (1) / (1) 32 Non 4 mesuré Les compositions préparées par le procédé selon l'invention présentent des propriétés choc améliorées en comparaison 5 avec celles obtenues à partir des procédés de l'art antérieur.

Claims (19)

  1. Revendications1. Procédé de fabrication d'une composition thermoplastique comprenant : ^ une résine polyester (c) ; ^ un mélange comprenant un copolymère (a) d'une oc-oléfine et d'un monomère portant une insaturation éthylénique et une fonction époxy ainsi qu'un composé coeur-écorce (b) ; caractérisé en ce que ce procédé comprend : ^ une première étape de fabrication du mélange (a) et (b) par extrusion à une température à laquelle le copolymère (a) est à l'état fondu et à une température maximale comprise dans la gamme allant de 60 à 180°C ; ^ une seconde étape de fabrication de la composition thermoplastique par extrusion ou par mélange de la résine polyester (c) avec le mélange (a) et (b) obtenu à la première étape.
  2. 2. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape de fabrication du mélange (a) et (b) de la première étape est réalisée de manière à ce que la température maximale est comprise dans la gamme allant de 70 à 140°C.
  3. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape de fabrication du mélange (a) et (b) de la première étape est réalisée dans une extrudeuse mono-vis.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le temps de séjour du mélange (a) et (b) de la première étape est compris dans la gamme allant de 10 à 300 secondes.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la seconde étape de fabrication du mélange avec la résine polyester (c) est réalisée de manière à ce que la température de mélange soit comprise dans la gamme allant de 180 à 320°C.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le ratio (a)/(b) est compris dans la gamme allant de 1/9 à 9/1.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le ratio (a)/(b) est compris dans la gamme allant de 1/4 à 1,5/1. 20
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la composition comprend, par rapport à la masse totale de la composition, de 20 à 99% en masse de la résine polyester (c) et de 1 à 80% en masse du mélange (a) et (b). 25
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la résine polyester (c) est choisie parmi le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT) et le copolyester de 30 l'éthylène glycol, du cyclohexane diméthanol et de l'acide téréphtalique (PETG).15 22
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la résine polyester (c) est choisie parmi le polyhydroxyalcanoate (PHA) et le poly(acide lactique) (PLA).
  11. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel une partie du polyester de la résine (c) est substitué par du polycarbonate. 10
  12. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le copolymère (a) et le composé (b) sont prémélangés à froid avant l'étape de fabrication du modifiant choc. 15
  13. 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la partie écorce du composé coeur-écorce (b) comprend sous forme polymérisée : ^ un méthacrylate d'alkyle dont la chaîne alkyle comprend de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 20 1 à 4 ; ^ et/ou un composé organique aromatique vinylique comprenant de 6 à 12 atomes de carbone tel que le styrène ; ^ et/ou de l'acrylonitrile ; 25 cette partie écorce étant ou non réticulée.
  14. 14. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la partie coeur du composé coeur-écorce (b) comprend sous forme polymérisée : 30 ^ un diène conjugué comprenant de 4 à 12 atomes de carbone, de préférence de 4 à 8 ; ^ ou un acrylate d'alkyle dont la chaîne alkyle comprend de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 1 à 8.5 23
  15. 15. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le composé coeur-écorce (b) est choisi parmi . ^ un composé ayant un coeur comprenant du butadiène et une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle ou un mélange de méthacrylate de méthyle et de styrène ; ^ un composé ayant un coeur comprenant de l'acrylate de 2-éthylhexyle et une écorce comprenant du méthacrylate de méthyle ou un mélange de méthacrylate de méthyle et de styrène ; ^ un composé ayant un coeur comprenant du butadiène et une écorce comprenant un mélange d'acrylonitrile et de styrène.
  16. 16. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le ratio de la masse de l'écorce sur la masse du coeur est comprise dans la gamme allant de 1 :1 à 20 :1.
  17. 17. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le monomère portant une insaturation éthylénique portant une fonction époxy est le méthacrylate de glycidyle. 25
  18. 18. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le copolymère (a) est choisi parmi le copolymère d'éthylène et de méthacrylate de glycidyle et le copolymère d'éthylène, de 30 (méth)acrylate d'alkyle et de méthacrylate de glycidyle.2024
  19. 19. Composition susceptible d'être obtenue par un procédé selon l'une des revendications précédentes.
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