FR3140630A1 - Composition comprising at least one halogenated thermoplastic polymer and at least one rubber crumb - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une composition comprenant : a) au moins un polymère thermoplastique halogéné ; b) de 10 à 40% en masse d’au moins une poudrette de caoutchouc par rapport à la masse totale de la composition.The present invention relates to a composition comprising: a) at least one halogenated thermoplastic polymer; b) from 10 to 40% by mass of at least one crumb of rubber relative to the total mass of the composition.
Description
La présente invention est relative aux compositions, notamment pour éléments de toiture, tels qu’une ardoise, et plus particulièrement aux compositions comprenant un polymère thermoplastique halogéné et une poudrette.The present invention relates to compositions, in particular for roofing elements, such as slate, and more particularly to compositions comprising a halogenated thermoplastic polymer and a powder.
Dans la construction de structures, notamment de bâtiments, le toit de la structure doit être capable de protéger l’intérieur de la structure contre l’environnement extérieur, mais également de fournir une apparence esthétique souhaitée. Le toit de la structure doit donc être constitué d’éléments présentant notamment des propriétés de résistance aux intempéries.In the construction of structures, especially buildings, the roof of the structure must be able to protect the interior of the structure from the external environment, but also provide a desired aesthetic appearance. The roof of the structure must therefore be made up of elements with weather-resistant properties.
Aujourd’hui, divers matériaux ont été employés pour atteindre ces objectifs, tels que des tuiles en ardoise ou des tuiles en fibrociment, etc.Today, various materials have been employed to achieve these goals, such as slate tiles or fiber cement tiles, etc.
On connaît notamment les tuiles en ardoise dites « naturelles » taillées dans une roche de schiste. Néanmoins, ces tuiles en ardoise sont relativement lourdes, ne présentent pas des propriétés de résistance satisfaisantes et leur aspect esthétique n’est pas nécessairement plaisant.We are particularly familiar with so-called “natural” slate tiles cut from schist rock. However, these slate tiles are relatively heavy, do not have satisfactory resistance properties and their aesthetic appearance is not necessarily pleasant.
Ainsi, les compositions de l’art antérieur conduisent à l’obtention d’ardoises qui présentent des densités élevées.Thus, the compositions of the prior art lead to obtaining slates which have high densities.
Il est donc recherché des compositions permettant d’obtenir des éléments de toiture, tels qu’une ardoise, qui surmontent au moins les inconvénients mentionnés ci-dessus.It is therefore sought after compositions making it possible to obtain roofing elements, such as a slate, which overcome at least the disadvantages mentioned above.
La demanderesse a découvert qu’une composition particulière permettait d’obtenir des éléments de toiture, tels qu’une ardoise, présentant des propriétés avantageuses, notamment en termes de densité, de résistance au feu ou encore en termes de brillance.The applicant discovered that a particular composition made it possible to obtain roofing elements, such as slate, having advantageous properties, particularly in terms of density, fire resistance or even in terms of shine.
La présente invention a donc pour objet une composition comprenant :The subject of the present invention is therefore a composition comprising:
a) au moins un polymère thermoplastique halogéné ;a) at least one halogenated thermoplastic polymer;
b) de 10 à 40% en masse d’au moins une poudrette de caoutchouc par rapport à la masse totale de la composition.b) from 10 to 40% by mass of at least one crumb of rubber relative to the total mass of the composition.
La composition selon l’invention permet notamment d’obtenir des éléments de toiture, tels qu’une ardoise, présentant des propriétés avantageuses, notamment en termes de densité, de résistance au feu, ou encore de brillance.The composition according to the invention makes it possible in particular to obtain roofing elements, such as slate, having advantageous properties, particularly in terms of density, fire resistance, or even shine.
Un élément de toiture présentant une densité plus faible qu’un élément de toiture de l’art antérieur permet d’apporter un bénéfice sur la masse. Il s’agit ici d’un avantage très intéressant à l’heure où des matériaux moins lourds sont recherchés. En effet, un matériau moins lourd permet de réduire le poids sur la charpente offrant ainsi une plus grande longévité sur les bâtiments existants ou permettant un allégement des charpentes sur les nouveaux bâtiments. Une diminution de la masse entraîne également une diminution du coût global dans la construction des structures et aussi des impacts environnementaux positifs (aidant à respecter la réglementation RE2020).A roof element having a lower density than a roof element of the prior art makes it possible to provide a benefit in terms of mass. This is a very interesting advantage at a time when lighter materials are being sought. Indeed, a lighter material makes it possible to reduce the weight on the frame, thus offering greater longevity on existing buildings or allowing lighter frames on new buildings. A reduction in mass also leads to a reduction in the overall cost in the construction of structures and also positive environmental impacts (helping to comply with RE2020 regulations).
Une bonne résistance au feu est de toute évidence fondamentale dans une structure de bâtiments.Good fire resistance is obviously fundamental in a building structure.
Une brillance améliorée permet quant à elle d’apporter un bénéfice esthétique. En effet, une réduction de la brillance permet d’obtenir des produits mats qui offrent ainsi un bénéfice esthétique et un confort en évitant l’éblouissement.Improved shine provides an aesthetic benefit. Indeed, a reduction in shine makes it possible to obtain matte products which thus offer an aesthetic benefit and comfort by avoiding glare.
Tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et b" représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c’est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "de a à b" signifie le domaine de valeurs allant de a jusqu'à b (c’est-à-dire incluant les bornes strictes a et b).Any interval of values designated by the expression "between a and b" represents the range of values going from more than a to less than b (that is to say limits a and b excluded) while any interval of values designated by the expression "from a to b" means the range of values going from a to b (that is to say including the strict limits a and b).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description et des exemples qui suivent.Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the description and examples which follow.
L'expression « au moins un » est équivalente à l'expression « un ou plusieurs ».The expression “at least one” is equivalent to the expression “one or more”.
Par ailleurs, le terme « pce », bien connu de l'homme du métier, signifie au sens de la présente demande de brevet, partie en poids pour cent parties d'élastomères, au sens de la préparation de la composition avant cuisson.Furthermore, the term "pce", well known to those skilled in the art, means for the purposes of this patent application, part by weight per hundred parts of elastomers, in the sense of the preparation of the composition before cooking.
La poudrette de caoutchouc elle-même présente une composition dont les ingrédients peuvent être exprimés en pce, le terme pce désignant la quantité en parties en poids pour cent parties d'élastomères, au sens de la composition propre de la poudrette de caoutchouc.The rubber crumb itself has a composition whose ingredients can be expressed in pce, the term pce designating the quantity in parts by weight per hundred parts of elastomers, in the sense of the specific composition of the rubber crumb.
Sur cette base, le terme « pcpth » signifie au sens de la présente demande de brevet, partie en poids pour cent parties en poids de polymères thermoplastiques halogénés.On this basis, the term “pcpth” means, within the meaning of this patent application, part by weight per hundred parts by weight of halogenated thermoplastic polymers.
Lorsqu'on fait référence à un composé « majoritaire », on entend au sens de la présente invention que ce composé est majoritaire parmi les composés du même type dans une composition donnée, c'est-à-dire que c'est celui qui représente la plus grande quantité en masse parmi les composés du même type et notamment plus de 50% en masse, de préférence plus de 75% en masse. Ainsi, par exemple, un polymère majoritaire est le polymère représentant la plus grande masse par rapport à la masse totale des polymères dans une composition donnée. De la même manière, une charge dite majoritaire est celle représentant la plus grande masse parmi les charges d’une composition donnée. A titre d'exemple, dans un système comprenant un seul polymère, celui-ci est majoritaire au sens de la présente invention ; et dans un système comprenant deux polymères, le polymère majoritaire représente plus de la moitié de la masse des polymères. Au contraire, un composé « minoritaire » est un composé qui ne représente pas la fraction massique la plus grande parmi les composés du même type.When we refer to a “majority” compound, we mean in the sense of the present invention that this compound is the majority among the compounds of the same type in a given composition, that is to say that it is the one which represents the greatest quantity by mass among compounds of the same type and in particular more than 50% by mass, preferably more than 75% by mass. Thus, for example, a majority polymer is the polymer representing the greatest mass relative to the total mass of the polymers in a given composition. In the same way, a so-called majority charge is the one representing the greatest mass among the charges of a given composition. For example, in a system comprising a single polymer, it is the majority within the meaning of the present invention; and in a system comprising two polymers, the majority polymer represents more than half of the mass of the polymers. On the contrary, a “minority” compound is a compound that does not represent the largest mass fraction among compounds of the same type.
Les composés mentionnés dans la description peuvent être d'origine fossile ou biosourcés. Dans ce dernier cas, ils peuvent être, partiellement ou totalement, issus de la biomasse ou obtenus à partir de matières premières renouvelables issues de la biomasse. Sont concernés notamment les polymères, les plastifiants, les charges, etc.The compounds mentioned in the description may be of fossil or biosourced origin. In the latter case, they can be, partially or totally, derived from biomass or obtained from renewable raw materials derived from biomass. This concerns in particular polymers, plasticizers, fillers, etc.
Par ailleurs, les composés mentionnés dans la description peuvent être issus du recyclage. Par exemple, un matériau, tel que la poudrette, peut provenir de pneus usagés ou plus généralement de matériaux usagés. Un autre matériau, tel que le polychlorure de vinyle peut provenir de produits usagés, par exemple ceux issus de la menuiserie, volets, tuyaux, etc.Furthermore, the compounds mentioned in the description may come from recycling. For example, a material, such as powder, can come from used tires or more generally from used materials. Another material, such as polyvinyl chloride, can come from used products, for example those from carpentry, shutters, pipes, etc.
Comme indiqué précédemment, la composition selon l’invention comprend au moins un polymère thermoplastique halogéné.As indicated previously, the composition according to the invention comprises at least one halogenated thermoplastic polymer.
Par polymère thermoplastique, on entend au sens de la présente invention un polymère ayant une température de transition vitreuse, ou une température de fusion dans le cas des polymères semi-cristallins, supérieure ou égale à 80°C, de préférence variant de 80°C à 250°C, plus préférentiellement variant de 80°C à 200°C, et en particulier variant de 80°C à 180°C.For the purposes of the present invention, the term thermoplastic polymer means a polymer having a glass transition temperature, or a melting temperature in the case of semi-crystalline polymers, greater than or equal to 80°C, preferably varying from 80°C. at 250°C, more preferably varying from 80°C to 200°C, and in particular varying from 80°C to 180°C.
En effet, dans le cas d’un polymère semi-cristallin, on peut observer une température de fusion supérieure à la température de transition vitreuse. Dans ce cas, on prend en compte pour la définition ci-dessus la température de fusion et non pas la température de transition vitreuse.Indeed, in the case of a semi-crystalline polymer, we can observe a melting temperature higher than the glass transition temperature. In this case, the melting temperature and not the glass transition temperature are taken into account for the above definition.
Il est clair qu’un polymère thermoplastique au sens de la présente invention est différent d’un élastomère thermoplastique.It is clear that a thermoplastic polymer within the meaning of the present invention is different from a thermoplastic elastomer.
Par polymère thermoplastique halogéné, on entend au sens de la présente invention un polymère thermoplastique tel que défini ci-avant, comprenant des unités issues d’un ou plusieurs monomères, dont l’un au moins comprend au moins un atome d’halogène, tel que le fluor, le chlore, le brome, l’iode, de préférence le fluor et le chlore, plus préférentiellement le chlore.For the purposes of the present invention, the term halogenated thermoplastic polymer is understood to mean a thermoplastic polymer as defined above, comprising units derived from one or more monomers, at least one of which comprises at least one halogen atom, such as as fluorine, chlorine, bromine, iodine, preferably fluorine and chlorine, more preferably chlorine.
Par masse moléculaire moyenne d’un polymère thermoplastique halogéné, on entend préférentiellement la masse moléculaire moyenne en poids (Mw).By average molecular mass of a halogenated thermoplastic polymer, we preferably mean the weight average molecular mass (Mw).
De préférence, le ou les polymères thermoplastiques halogénés sont constitués de plus de 75% en masse, de préférence de plus de 85% en masse, de préférence encore de plus de 95% en masse, mieux de 100% en masse, d’unités issues d’un ou plusieurs monomères comprenant au moins un atome d’halogène.Preferably, the halogenated thermoplastic polymer(s) consist of more than 75% by mass, preferably more than 85% by mass, more preferably more than 95% by mass, better still 100% by mass, of units from one or more monomers comprising at least one halogen atom.
De manière préférée, le ou les monomères comprenant au moins un atome d’halogène sont choisis parmi le tétrafluorure de vinyle, le fluorure de vinyle, le fluorure de vinylidène, le chlorotrifluorure d’éthylène, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinyle surchloré, le chlorure de vinylidène, et les mélanges de ces monomères, et plus préférentiellement le monomère comprenant au moins un atome d’halogène est le chlorure de vinyle.Preferably, the monomer(s) comprising at least one halogen atom are chosen from vinyl tetrafluoride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, ethylene chlorotrifluoride, vinyl chloride, superchlorinated vinyl chloride. , vinylidene chloride, and mixtures of these monomers, and more preferably the monomer comprising at least one halogen atom is vinyl chloride.
Avantageusement, le ou lesdits polymères thermoplastiques halogénés sont présents en un taux massique d’au moins 50% en masse, de préférence d’au moins 60% en masse, plus préférentiellement de 60 à 90% en masse par rapport à la masse totale de la composition.Advantageously, said halogenated thermoplastic polymer(s) are present in a mass ratio of at least 50% by mass, preferably at least 60% by mass, more preferably 60 to 90% by mass relative to the total mass of the composition.
La composition selon l’invention peut éventuellement comprendre un ou plusieurs polymères thermoplastiques autres que les polymères thermoplastiques halogénés décrits précédemment.The composition according to the invention may optionally comprise one or more thermoplastic polymers other than the halogenated thermoplastic polymers described above.
Des exemples de tels polymères peuvent être notamment les copolymères d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène (copolymères ABS), les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), et leurs mélanges.Examples of such polymers may include copolymers of acrylonitrile, butadiene and styrene (ABS copolymers), copolymers of ethylene and vinyl acetate (EVA), and mixtures thereof.
Lorsqu’ils sont présents dans la composition, les polymères thermoplastiques non halogénés représentent de préférence un taux massique inférieur ou égal à 30% en masse, plus préférentiellement de 0 à 15% en masse par rapport à la masse totale de la composition.When present in the composition, the non-halogenated thermoplastic polymers preferably represent a mass content less than or equal to 30% by mass, more preferably from 0 to 15% by mass relative to the total mass of the composition.
Plus préférentiellement, la composition ne comprend en tant que polymère thermoplastique qu’un ou plusieurs polymères thermoplastiques halogénés selon l’invention tels que décrits ci-dessus.More preferably, the composition only comprises, as thermoplastic polymer, one or more halogenated thermoplastic polymers according to the invention as described above.
Avantageusement, ledit polymère thermoplastique halogéné présente une masse moléculaire moyenne en poids (Mw) allant de 50 000 à 250 000 g/mol, de préférence de 70 000 à 200 000 g/mol.Advantageously, said halogenated thermoplastic polymer has a weight average molecular mass (Mw) ranging from 50,000 to 250,000 g/mol, preferably from 70,000 to 200,000 g/mol.
Comme indiqué précédemment, la composition selon l’invention comprend de 10 à 40% en masse d’au moins une poudrette de caoutchouc par rapport à la masse totale de la composition.As indicated previously, the composition according to the invention comprises from 10 to 40% by weight of at least one crumb of rubber relative to the total mass of the composition.
Dans la suite, les expressions « poudrette de caoutchouc », « poudrette », « composition de poudrette de caoutchouc » et composition de poudrette » sont équivalentes.In the following, the expressions "rubber powder", "powder", "rubber powder composition" and powder composition" are equivalent.
Les poudrettes se présentent sous la forme de granulés, éventuellement mis sous forme d'une plaque de caoutchouc. Le plus souvent, les poudrettes de caoutchouc sont issues d'un broyage ou d'une micronisation de compositions de caoutchouc cuites déjà utilisées pour une première application, par exemple en pneumatique, elles sont un produit de recyclage des matériaux. De préférence les poudrettes se présentent sous la forme de microparticules.The powders are in the form of granules, possibly put in the form of a rubber plate. Most often, rubber flakes come from grinding or micronization of cooked rubber compositions already used for a first application, for example in tires, they are a material recycling product. Preferably the powders are in the form of microparticles.
Par « microparticules » on entend au sens de la présente invention des particules qui présentent une taille, à savoir leur diamètre dans le cas de particules sphériques ou leur plus grande dimension dans le cas de particules anisométriques, de quelques dizaines ou centaines de microns.By “microparticles” is meant within the meaning of the present invention particles which have a size, namely their diameter in the case of spherical particles or their largest dimension in the case of anisometric particles, of a few tens or hundreds of microns.
De préférence, la poudrette de caoutchouc est une composition comprenant au moins un élastomère et au moins une charge.Preferably, the rubber crumb is a composition comprising at least one elastomer and at least one filler.
Elles peuvent également comprendre tous les ingrédients utilisés dans les compositions de caoutchouc tels que les plastifiants, les antioxydants, les additifs de vulcanisations etc.They can also include all the ingredients used in rubber compositions such as plasticizers, antioxidants, vulcanization additives, etc.
Les poudrettes peuvent être disponibles dans le commerce. Selon un mode de réalisation particulier, on peut utiliser le recyclage de pneumatiques. La poudrette elle-même, si elle n'est pas directement achetée dans le commerce, peut être obtenue selon les techniques connues de l'homme de l'art de broyage ou micronisation.Powders may be commercially available. According to a particular embodiment, tire recycling can be used. The powder itself, if it is not directly purchased commercially, can be obtained using techniques known to those skilled in the art of grinding or micronization.
L’élastomère peut être choisi parmi les élastomères diéniques, seuls ou en mélange.The elastomer can be chosen from diene elastomers, alone or as a mixture.
Par charge on entend tout type de charge, bien connue de l’homme du métier. Préférentiellement, la charge est tout type de charge renforçante connue pour ses capacités à renforcer une composition de caoutchouc, par exemple une charge organique telle que du noir de carbone, une charge inorganique renforçante telle que de la silice ou l'alumine éventuellement en présence d’un agent de couplage, ou leurs mélanges, par exemple un coupage de ces deux types de charge.By load we mean any type of load, well known to those skilled in the art. Preferably, the filler is any type of reinforcing filler known for its ability to reinforce a rubber composition, for example an organic filler such as carbon black, an inorganic reinforcing filler such as silica or alumina possibly in the presence of a coupling agent, or their mixtures, for example a coupling of these two types of charge.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la poudrette comprend à titre de charge une charge renforçante, de préférence la charge renforçante est choisie parmi les noirs de carbone.According to a preferred embodiment of the invention, the powder comprises as filler a reinforcing filler, preferably the reinforcing filler is chosen from carbon blacks.
Selon un mode de réalisation davantage préférentiel, la charge renforçante est constituée d'un noir de carbone ou d'un mélange de noirs de carbone.According to a more preferred embodiment, the reinforcing filler consists of a carbon black or a mixture of carbon blacks.
Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs du type HAF, ISAF, SAF, FF, FEF, GPF et SRF conventionnellement utilisés dans les compositions de caoutchouc pour pneumatiques (noirs dits de grade pneumatique).As carbon blacks, all carbon blacks are suitable, in particular blacks of the type HAF, ISAF, SAF, FF, FEF, GPF and SRF conventionally used in rubber compositions for tires (so-called pneumatic grade blacks).
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la poudrette contient entre 5 et 80% en masse de charge, plus préférentiellement entre 10% et 75% en masse, très préférentiellement entre 15% et 70% en masse, mieux de 20 à 60% en masse, et mieux encore de 20 à 50% en masse par rapport à la masse totale de la poudrette.According to a preferred embodiment of the invention, the powder contains between 5 and 80% by mass of filler, more preferably between 10% and 75% by mass, very preferably between 15% and 70% by mass, better still from 20 to 75% by mass. 60% by mass, and better still 20 to 50% by mass relative to the total mass of the powder.
La poudrette peut contenir tous les autres additifs usuels qui entrent dans une composition de caoutchouc. Parmi ces additifs usuels, on peut citer les additifs de vulcanisation, les charges non renforçantes telles que la craie, le kaolin, les agents de protection. Ces additifs peuvent se trouver dans la poudrette aussi sous la forme de résidu ou de dérivé, puisqu'ils ont pu réagir au cours des étapes de fabrication de la composition ou de réticulation de la composition à partir de laquelle est issue la poudrette, ou ils ont pu évoluer au cours de l’usage dans le cas de poudrette issue de produit en fin de vie.The powder may contain all the other usual additives which enter into a rubber composition. Among these usual additives, we can cite vulcanization additives, non-reinforcing fillers such as chalk, kaolin, protective agents. These additives can also be found in the powder in the form of residue or derivative, since they may have reacted during the steps of manufacturing the composition or crosslinking the composition from which the powder is obtained, or they may have evolved during use in the case of powder from end-of-life products.
Les poudrettes peuvent être de simples broyats / micronisats de caoutchouc, sans autre traitement. Il est également connu que ces poudrettes peuvent subir un traitement afin de les modifier. Ce traitement peut consister à une modification chimique de fonctionnalisation ou de dévulcanisation. Il peut aussi s'agir d'un traitement thermomécanique, thermochimique, biologique...The powders can be simple crushed rubber/micronisates, without further treatment. It is also known that these powders can undergo treatment in order to modify them. This treatment may consist of a chemical modification of functionalization or devulcanization. It can also be a thermomechanical, thermochemical, biological treatment, etc.
Selon un premier mode de réalisation, préféré, de l'invention, il est possible d'utiliser une poudrette qui n'a pas subi de modification par traitement thermique et/ou mécanique, et/ou biologique et/ou chimique.According to a first, preferred embodiment of the invention, it is possible to use a powder which has not undergone modification by thermal and/or mechanical, and/or biological and/or chemical treatment.
De préférence également selon ce premier mode de réalisation, la poudrette présente une taille moyenne de particules (D50) comprise entre 50 et 800 µm, préférentiellement entre 200 et 600 µm.Also preferably according to this first embodiment, the powder has an average particle size (D50) of between 50 and 800 µm, preferably between 200 and 600 µm.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, il est possible d'utiliser une poudrette qui présente une morphologie modifiée par traitement thermique et/ou mécanique, et/ou biologique et/ou chimique.According to a second embodiment of the invention, it is possible to use a powder which has a morphology modified by thermal and/or mechanical, and/or biological and/or chemical treatment.
Le broyage peut être réalisé par différentes technologies, notamment les technologies de micronisation cryogénique à impact qui permettent l'obtention de particules de faible taille sur des matériaux caoutchouc. Des équipements commerciaux tels que les broyeurs CUM150 de la société Netzsch ou CW250 de la société Alpine peuvent être utilisés.Grinding can be carried out by different technologies, in particular cryogenic impact micronization technologies which make it possible to obtain small particles on rubber materials. Commercial equipment such as the CUM150 crushers from Netzsch or CW250 from Alpine can be used.
Avantageusement, la poudrette de caoutchouc est présente à un taux massique allant de 10 à 35% en masse, de préférence de 15 à 35% en masse par rapport à la masse totale de la composition.Advantageously, the rubber crumb is present at a mass ratio ranging from 10 to 35% by mass, preferably from 15 to 35% by mass relative to the total mass of the composition.
Les compositions conformes à l'invention comportent optionnellement également divers additifs, comme par exemple des charges minérales ou organiques, tels que de la craie, du kaolin, de la poudre de bois, etc., des pigments, tels que du noir de carbone, du dioxyde de titane, des pigments minéraux tels que des oxides métalliques ou des pigments organiques, des retardateurs de flammes, minéraux ou organiques, des stabilisants, des agents de protection tels que des anti-oxydants, des agents photoprotecteurs, tels que des agents anti-UV, des additifs rhéologiques tels que des agents plastifiants, des lubrifiants, de la poudre minérale, etc.The compositions in accordance with the invention optionally also comprise various additives, such as for example mineral or organic fillers, such as chalk, kaolin, wood powder, etc., pigments, such as carbon black, titanium dioxide, mineral pigments such as metal oxides or organic pigments, mineral or organic flame retardants, stabilizers, protective agents such as anti-oxidants, photoprotective agents, such as anti-oxidant agents, -UV, rheological additives such as plasticizers, lubricants, mineral powder, etc.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition comprend en outre au moins un additif, de préférence choisi parmi les pigments, tels que du noir de carbone, les poudres minérales et leurs mélanges.According to a preferred embodiment, the composition further comprises at least one additive, preferably chosen from pigments, such as carbon black, mineral powders and mixtures thereof.
Avantageusement, l’additif est présent à un taux massique allant de 0,2 à 20% en masse par rapport à la masse totale de la composition.Advantageously, the additive is present at a mass ratio ranging from 0.2 to 20% by mass relative to the total mass of the composition.
Les compositions sont fabriquées dans des mélangeurs appropriés usuellement utilisés pour la réalisation des compositions comprenant un polymère thermoplastique halogéné. On distingue deux étapes, la première, appelée « mélangeage en cuve sèche » (appelée également « dry blend »), consiste à mélanger les poudres de polymère et les additifs dans une première cuve chaude (à une température comprise entre 80 et 120°C) puis à poursuivre le mélange et assurer le refroidissement dans une cuve froide (température ambiante). Le mélange obtenu est ensuite introduit dans une extrudeuse chauffée entre 130 et 200°C permettant l’obtention d’un jonc en sortie de filière qui est ensuite refroidi et granulé pour fournir des granulés de la composition.The compositions are manufactured in suitable mixers usually used for producing compositions comprising a halogenated thermoplastic polymer. There are two stages, the first, called "dry tank mixing", consists of mixing the polymer powders and the additives in a first hot tank (at a temperature between 80 and 120°C). ) then continue mixing and ensure cooling in a cold tank (room temperature). The mixture obtained is then introduced into an extruder heated between 130 and 200°C to obtain a rod at the die outlet which is then cooled and granulated to provide granules of the composition.
L’introduction de la poudrette peut être réalisée soit dans l’étape de « mélangeage en cuve sèche », avec l’ensemble des produits dans la cuve chaude, soit introduite dans la trémie d’alimentation de l’extrudeuse.The powder can be introduced either in the “dry tank mixing” stage, with all the products in the hot tank, or introduced into the extruder feed hopper.
Lors de l’utilisation de polymère thermoplastique halogéné recyclé, celui-ci peut être introduit soit dans l’étape de « mélangeage en cuve sèche », soit lors de l’extrusion.When using recycled halogenated thermoplastic polymer, it can be introduced either in the “dry tank mixing” stage or during extrusion.
Un autre moyen de réalisation consiste à introduire l’ensemble des constituants dans une unique étape d’extrusion. Lors de l’utilisation de polymère halogéné exclusivement issu du recyclage, l’unique étape d’extrusion sera privilégiée avec introduction dans la trémie du PVC recyclé, de la poudrette, des différents additifs. Dans ce mode de réalisation, les additifs peuvent être introduit sous forme de masterbatch supporté dans une base polymère thermoplastique halogéné, tel qu’une base PVC.Another means of production consists of introducing all of the constituents in a single extrusion step. When using halogenated polymer exclusively from recycling, the single extrusion step will be favored with introduction into the hopper of recycled PVC, powder, and various additives. In this embodiment, the additives can be introduced in the form of a masterbatch supported in a halogenated thermoplastic polymer base, such as a PVC base.
Un dernier moyen de réalisation consiste à utiliser un mélange interne de type haake ou une calandre chauffé entre 130°C et 190°C. Les différents constituants sont introduits dans le mélangeur simultanément ou successivement. Le mélangeage est réalisé pendant une durée de 1 min à 5 min.A final means of production consists of using an internal mixture of the haake type or a calender heated between 130°C and 190°C. The different constituents are introduced into the mixer simultaneously or successively. The mixing is carried out for a period of 1 min to 5 min.
La présente invention porte aussi sur un élément de toiture, tel qu’une ardoise, comprenant au moins une composition selon l’invention.The present invention also relates to a roofing element, such as a slate, comprising at least one composition according to the invention.
Les exemples qui suivent illustrent l’invention sans toutefois la limiter.The examples which follow illustrate the invention without limiting it.
Dans les exemples, les poudrettes de caoutchouc sont caractérisées comme indiqué ci-après.In the examples, the rubber crumbs are characterized as indicated below.
Mesure de la taille des particulesParticle size measurement
La taille des particules (notamment le D50) peut être mesurée par granulométrie laser de type mastersizer 3000 de la société Malverne. La mesure est réalisée en voie liquide, avec dilution dans l'alcool après un traitement préalable de 1 min 10 sec d'ultra-sons afin de garantir la dispersion des particules. La mesure est réalisée conformément à la norme ISO-13320-1.The size of the particles (in particular D50) can be measured by laser particle size measurement of the Mastersizer 3000 type from the Malverne company. The measurement is carried out using a liquid method, with dilution in alcohol after a preliminary treatment of 1 min 10 sec of ultrasound in order to guarantee the dispersion of the particles. The measurement is carried out in accordance with the ISO-13320-1 standard.
Mesure de la fraction massique de noir de carbone et des cendresMeasurement of mass fraction of carbon black and ash
La mesure de la fraction massique de noir de carbone est faite par une analyse thermogravimétrique (ATG) selon la norme NF T-46-07, sur un appareil de la société Mettler Toledo modèle « TGA/DSC1 ». Environ 20 g d'échantillon sont introduits dans l'analyseur thermique, puis soumis à un programme thermique de 25 à 400°C sous atmosphère inerte (phase pyrolysable) puis de 400 à 750°C sous atmosphère oxydante (phase oxydable). La masse de l'échantillon est mesurée en continu tout au long du programme thermique. Le taux de noir correspond à la perte de masse mesurée lors de la phase oxydable rapportée à la masse d'échantillon initiale. Le taux de cendre correspond à la masse résiduelle en fin de test rapportée à la masse d'échantillon initiale.The mass fraction of carbon black is measured by thermogravimetric analysis (TGA) according to standard NF T-46-07, on a device from the company Mettler Toledo model “TGA/DSC1”. Approximately 20 g of sample are introduced into the thermal analyzer, then subjected to a thermal program from 25 to 400°C under an inert atmosphere (pyrolysable phase) then from 400 to 750°C under an oxidizing atmosphere (oxidizable phase). The mass of the sample is measured continuously throughout the thermal program. The black rate corresponds to the mass loss measured during the oxidizable phase compared to the initial sample mass. The ash rate corresponds to the residual mass at the end of the test compared to the initial sample mass.
Test feuFire test
Le test consiste à placer un échantillon du produit dans une chambre fermée à un angle de 45° par rapport à l'horizontale et à l’exposer à un rayonnement thermique (30kW/m2) sur leur surface la plus basse. La durée du test est de 20 minutes. Les dimensions de l’échantillon sont les suivantes : longueur 40 cm, largeur 25 cm, épaisseur 4 mm. Le test est réalisé selon la norme NF P 92-501. Les temps d’inflammation et d’extinction des faces sont renseignés ainsi que les évolutions des hauteurs de flamme au cours du test. Le paramètre q est calculé selon l’équation de la norme du test : q = (100 x Somme des hauteurs de flamme (cm)) / (temps de la première inflammation (s)) * racine carrée (somme des durées de combustion effective (s)). Le classement M est déterminé selon la valeur de q conformément à la norme NF P 92-507 :The test consists of placing a sample of the product in a closed chamber at an angle of 45° to the horizontal and exposing it to thermal radiation (30kW/m 2 ) on their lowest surface. The duration of the test is 20 minutes. The dimensions of the sample are as follows: length 40 cm, width 25 cm, thickness 4 mm. The test is carried out according to standard NF P 92-501. The ignition and extinction times of the faces are indicated as well as the changes in flame heights during the test. The parameter q is calculated according to the test standard equation: q = (100 x Sum of flame heights (cm)) / (time of first ignition (s)) * square root (sum of effective combustion times (s)). The M classification is determined according to the value of q in accordance with standard NF P 92-507:
M0 : incombustible ;M0: non-combustible;
M1 : combustible non inflammable q < 2,5 ;M1: non-flammable fuel q < 2.5;
M2 : combustible difficilement inflammable 2.5 ≤ q < 15 ;M2: hardly flammable fuel 2.5 ≤ q < 15;
M3 : combustible moyennement inflammable 15 ≤ q < 50 ;M3: moderately flammable fuel 15 ≤ q < 50;
M4 : combustible facilement inflammable q ≥ 50 ;M4: easily flammable fuel q ≥ 50;
NC : non classé, arrêt du test avant les 20 min lié à l’embrasement de la chambre.NC: not classified, stoppage of the test before 20 min linked to the chamber catching fire.
Mesure de la brillanceGloss measurement
La mesure est effectuée à l’aide d’un brillancemètre Erichsen Picogloss 560MC à un angle de 60°. La surface d’une éprouvette de 25 cm par 40 cm est divisée en 40 carrés de 5 cm de côté. Une mesure de brillance est effectuée au centre de chaque carré dans la direction parallèle à la largeur et dans le sens parallèle à la longueur de l’échantillon. Au total, 80 mesures par composition sont réalisées afin d’obtenir une précision statistique de la brillance.The measurement is carried out using an Erichsen Picogloss 560MC gloss meter at an angle of 60°. The surface of a test tube measuring 25 cm by 40 cm is divided into 40 squares of 5 cm side. A gloss measurement is taken at the center of each square in the direction parallel to the width and in the direction parallel to the length of the sample. In total, 80 measurements per composition are carried out in order to obtain statistical precision of the gloss.
Mesure de la densitéDensity measurement
La densité est mesurée à l’aide d’un pycnomètre à Hélium selon la norme DIN 66137. Elle consiste à mesurer le volume occupé par un échantillon de masse donnée dans une chambre grâce à l’utilisation d’un gaz. La masse volume (ou densité) est calculée à partir du volume mesuré et de la masse de l’échantillon.Density is measured using a Helium pycnometer according to standard DIN 66137. It consists of measuring the volume occupied by a sample of a given mass in a chamber using a gas. The mass volume (or density) is calculated from the measured volume and the mass of the sample.
Les compositions sont fabriquées avec une introduction de l'ensemble des constituants sur un mélangeur interne de type Banbury de 250 cm3. Le mélange est réalisé avec des vitesses de rotations des palettes de 50 tours/min, avec une température de la cuve de 165°C. Le mélangeage est stoppé lorsque la température de la matière atteint 190°C. Celle-ci est alors sortie du mélangeur et refroidie, puis réintégrée dans le mélangeur pour une nouvelle étape de mélangeage identique jusqu’à la température de 190°C. Une troisième étape de mélangeage similaire est effectuée.The compositions are manufactured by introducing all the constituents into a 250 cm 3 Banbury type internal mixer. The mixing is carried out with paddle rotation speeds of 50 rpm, with a tank temperature of 165°C. Mixing is stopped when the temperature of the material reaches 190°C. This is then taken out of the mixer and cooled, then reintegrated into the mixer for a new identical mixing step up to a temperature of 190°C. A third similar mixing step is carried out.
La composition C1 comparative et la composition C2 selon l’invention ont été préparées sur la base des ingrédients tels que décrits dans les tableaux 1 et 2 ci-dessous. Dans le tableau 1, les teneurs sont exprimées en % en masse. Dans le tableau 2, les teneurs sont exprimées en pcpth.The comparative composition C1 and the composition C2 according to the invention were prepared on the basis of the ingredients as described in Tables 1 and 2 below. In Table 1, the contents are expressed in % by mass. In Table 2, the contents are expressed in pcpth.
(1) : Polymère polychlorure de vinyle (PVC) Lacovyl S110P commercialisé par la société Kemone ;(1): Polyvinyl chloride (PVC) polymer Lacovyl S110P marketed by the company Kemone;
(3) : Noir de carbone ASTM N234 ;(3): Carbon black ASTM N234;
(4) : Stabilisant Naftosafe G WX 380 3-D commercialisé par la société Chemson polymer-Additive AG ;(4): Naftosafe G WX 380 3-D stabilizer marketed by the company Chemson polymer-Additive AG;
(5) : Poudrette MRP Microdyne 830 TR commercialisée par la société Lehigh Technologies.(5): Poudrette MRP Microdyne 830 TR marketed by the company Lehigh Technologies.
Puis, chacune des compositions a été mise en forme pour obtenir une plaque.Then, each of the compositions was shaped to obtain a plate.
Les résultats sont rassemblés dans le tableau 3 ci-dessous :The results are summarized in table 3 below:
Il apparaît que la composition selon l’invention C2 présente une densité plus faible, et une brillance plus faible en comparaison de la composition comparative C1. Ainsi, la composition selon l’invention C2 permet d’obtenir une densité et une brillance améliorées par rapport à celles de la composition comparative C1. En effet, la réduction de brillance permet d’offrir un bénéfice esthétique pour des applications visant l’obtention de produits mats, comme la couverture de bâtiments (éléments de toiture, bardage, etc.).It appears that the composition according to the invention C2 has a lower density and a lower gloss compared to the comparative composition C1. Thus, the composition according to the invention C2 makes it possible to obtain improved density and shine compared to those of the comparative composition C1. Indeed, the reduction in shine makes it possible to offer an aesthetic benefit for applications aimed at obtaining matte products, such as the covering of buildings (roof elements, cladding, etc.).
De plus, le bénéfice de masse associé à l’usage d’une telle composition est intéressant sur des applications nécessitant des volumes importants de matière, telles que la couverture de bâtiment (éléments de toiture, bardage etc.).In addition, the mass benefit associated with the use of such a composition is interesting for applications requiring large volumes of material, such as building coverings (roof elements, cladding, etc.).
Par ailleurs, la composition selon l’invention C2 présente un classement M2, c’est-à-dire que la composition selon l’invention C2 présente une résistance au feu tout à fait avantageuse et tout à fait convenable pour des applications telles que la couverture de bâtiments.Furthermore, the composition according to the invention C2 has an M2 classification, that is to say that the composition according to the invention C2 has a very advantageous fire resistance and is entirely suitable for applications such as roofing of buildings.
Les compositions sont fabriquées de la même façon que précédemment, tel que décrit à l’exemple 1.The compositions are manufactured in the same way as previously, as described in Example 1.
La composition C3 comparative et les compositions C4 et C5 selon l’invention ont été préparées sur la base des ingrédients tels que décrits dans les tableaux 4 et 5 ci-dessous :The comparative composition C3 and the compositions C4 and C5 according to the invention were prepared on the basis of the ingredients as described in Tables 4 and 5 below:
(2) : Polymère polychlorure de vinyle (PVC) Vinika VRIN713001W001 commercialisé par la société MCPP.(2): Polyvinyl chloride (PVC) polymer Vinika VRIN713001W001 marketed by the company MCPP.
Puis, chacune des compositions a été mise en forme pour obtenir une plaque.Then, each of the compositions was shaped to obtain a plate.
Les résultats sont rassemblés dans le tableau 6 ci-dessous :The results are summarized in table 6 below:
Les mêmes observations qui ont été faites pour l’exemple 1 sont valables ici également.The same observations that were made for Example 1 are valid here as well.
Il apparaît que les compositions selon l’invention C4 et C5 présentent une densité plus faible, et une brillance plus faible en comparaison de la composition comparative C3. Ainsi, les compositions selon l’invention C4 et C5 permettent d’obtenir une densité et une brillance améliorées par rapport à celles de la composition comparative C3.It appears that the compositions according to the invention C4 and C5 have a lower density and a lower gloss compared to the comparative composition C3. Thus, the compositions according to the invention C4 and C5 make it possible to obtain improved density and shine compared to those of the comparative composition C3.
De plus, le bénéfice de masse associé à l’usage de telles compositions est intéressant sur des applications nécessitant des volumes importants de matière, telles que la couverture de bâtiment (éléments de toiture, bardage etc.).In addition, the mass benefit associated with the use of such compositions is interesting for applications requiring large volumes of material, such as building coverings (roof elements, cladding, etc.).
Par ailleurs, les compositions selon l’invention C4 et C5 présentent un classement M2, c’est-à-dire que les compositions selon l’invention C4 et C5 présentent une résistance au feu tout à fait avantageuse et tout à fait convenable pour des applications telles que la couverture de bâtiments.Furthermore, the compositions according to the invention C4 and C5 have an M2 classification, that is to say that the compositions according to the invention C4 and C5 have a fire resistance that is entirely advantageous and entirely suitable for applications such as building roofing.
Les compositions sont fabriquées de la même façon que précédemment, tel que décrit à l’exemple 1.The compositions are manufactured in the same way as previously, as described in Example 1.
La composition C6 comparative et la composition C7 selon l’invention ont été préparées sur la base des ingrédients tels que décrits dans les tableaux 7 et 8 ci-dessous :The comparative composition C6 and the composition C7 according to the invention were prepared on the basis of the ingredients as described in Tables 7 and 8 below:
(6) : Polymère polychlorure de vinyle (PVC) Evervinyl ExtriG0M06NB commercialisé par la société Paprec ;(6): Polyvinyl chloride (PVC) polymer Evervinyl ExtriG0M06NB marketed by the company Paprec;
Puis, chacune des compositions a été mise en forme pour obtenir une plaque.Then, each of the compositions was shaped to obtain a plate.
Les résultats sont rassemblés dans le tableau 9 ci-dessous :The results are summarized in table 9 below:
Les mêmes observations qui ont été faites pour les exemples 1 et 2 sont valables ici également.The same observations that were made for Examples 1 and 2 are valid here as well.
Il apparaît que la composition selon l’invention C7 présente une densité plus faible, et une brillance plus faible en comparaison de la composition comparative C6. Ainsi, la composition selon l’invention C7 permet d’obtenir une densité et une brillance améliorées par rapport à celles de la composition comparative C6.It appears that the composition according to the invention C7 has a lower density and a lower gloss compared to the comparative composition C6. Thus, the composition according to the invention C7 makes it possible to obtain improved density and shine compared to those of the comparative composition C6.
De plus, le bénéfice de masse associé à l’usage d’une telle composition est intéressant sur des applications nécessitant des volumes importants de matière, telles que la couverture de bâtiment (éléments de toiture, bardage etc.).In addition, the mass benefit associated with the use of such a composition is interesting for applications requiring large volumes of material, such as building coverings (roof elements, cladding, etc.).
Par ailleurs, la composition selon l’invention C7 présente un classement M2, c’est-à-dire que la composition selon l’invention C7 présente une résistance au feu tout à fait avantageuse et tout à fait convenable pour des applications telles que la couverture de bâtiments.Furthermore, the composition according to the invention C7 has an M2 classification, that is to say that the composition according to the invention C7 has a very advantageous fire resistance and is entirely suitable for applications such as roofing of buildings.
Claims (12)
a) au moins un polymère thermoplastique halogéné ;
b) de 10 à 40% en masse d’au moins une poudrette de caoutchouc par rapport à la masse totale de la composition.Composition including:
a) at least one halogenated thermoplastic polymer;
b) from 10 to 40% by mass of at least one crumb of rubber relative to the total mass of the composition.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2210317A FR3140630A1 (en) | 2022-10-07 | 2022-10-07 | Composition comprising at least one halogenated thermoplastic polymer and at least one rubber crumb |
| PCT/FR2023/051561 WO2024074796A1 (en) | 2022-10-07 | 2023-10-06 | Roofing element comprising at least one composition comprising at least one halogenated thermoplastic polymer and at least one crumb rubber |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2210317A FR3140630A1 (en) | 2022-10-07 | 2022-10-07 | Composition comprising at least one halogenated thermoplastic polymer and at least one rubber crumb |
| FR2210317 | 2022-10-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3140630A1 true FR3140630A1 (en) | 2024-04-12 |
Family
ID=88506767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2210317A Pending FR3140630A1 (en) | 2022-10-07 | 2022-10-07 | Composition comprising at least one halogenated thermoplastic polymer and at least one rubber crumb |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3140630A1 (en) |
| WO (1) | WO2024074796A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2072200A (en) * | 1980-03-24 | 1981-09-30 | Vik Plastics Ltd | Moulding compositions comprising particulate elastomeric fillers |
| US20040241476A1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-12-02 | Friedman Michael L. | Synthetic roofing shingle or tile |
| GB2476576A (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | Crumb Rubber Ltd | Composition for use in components requiring a surface appearance of cast iron |
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2022
- 2022-10-07 FR FR2210317A patent/FR3140630A1/en active Pending
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2023
- 2023-10-06 WO PCT/FR2023/051561 patent/WO2024074796A1/en unknown
Patent Citations (4)
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| US20170158533A1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-06-08 | Tak Kwong Kwan | Self-sinking aeration hose |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024074796A1 (en) | 2024-04-11 |
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