WO1997019117A1 - Functional polymers and use thereof in reversible self-cross-linking compositions - Google Patents

Functional polymers and use thereof in reversible self-cross-linking compositions Download PDF

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WO1997019117A1
WO1997019117A1 PCT/FR1996/001815 FR9601815W WO9719117A1 WO 1997019117 A1 WO1997019117 A1 WO 1997019117A1 FR 9601815 W FR9601815 W FR 9601815W WO 9719117 A1 WO9719117 A1 WO 9719117A1
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polymers
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polymer
anhydride
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PCT/FR1996/001815
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Patrice Breant
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Elf Atochem S.A.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • C08F255/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes

Definitions

  • the present invention relates to functional polymers and their use in reversible self-crosslinking compositions.
  • the polymers (A) are for example thermoplastic between 240 and 270 ° C and crosslinked below 210 ° C
  • polymers are useful as coextrusion binders for example for manufacturing multilayer films such as polyamide / binder / polyolefin or polyolefin / binder / EVOH / binder / polyolefin (EVOH denotes a copolymer of ethylene and vinyhque alcohol) or polyolefin / binder / S ⁇ O x - PET
  • thermoplastics are also useful as an adhesive (or binder) to adhere thermoplastics to the exterior surface of steel tubes that are used for pipelines protected against corrosion. They are also useful as impact reinforcers for polyamides or polyesters.
  • thermoreversible systems in which the pairs of co-reactive functional groups are anhydride / hydroxyl, anhydride / secondary amine, carboxylic acid / vinyl ether
  • a monomer which has a reactive functional group as described above and a monomer chosen from aromatic vinyls, esters of (meth) acrylic acids, vinyl esters, alpha-olefins and isobutylene crosslinking agents are either diols, secondary diamines, or divmylesether
  • styrene / maleic anhydride, styrene / hydroxyethyl methacrylate and styrene / N (terbutyl) aminoethyl methacrylate copolymers are exemplified
  • US Patent 4987190A describes the thermoreversible crosslinking of mixtures of polypropylene and polyethylene grafted with maleic anhydride with diols such as 1, 4-methanolcyclohexene
  • EP 565734 and Patent JP-A-06,057,062 in priority JP 92-209847 disclose ethylene copolymer systems / maleic anhydnde and ethylene graft polymers pa r maleic anhydride which are crosslinked thermoréversiblement with polyols in the presence of catalysts as ethylene / acrylic acid copolymers partially neutralized in the form of alkali metal salts US 3,299,184 describes the use of alcoholamine (hydroxylamine type) to crosslink ethylene / b ⁇ cyclo- (2,2, 1) -hept2- copolymers ene-5,6- dicarboxylic
  • EP 158 540 describes adhesive compositions with thermoreversible crosslinking and resulting from the action of a divinylether on a copolymer of an olefin and an unsaturated carboxylic acid or its ester
  • thermoplastics FR 2 629 465 describes saturated polyesters reinforced by a mixture (i) of an ethylene / alkyl (meth) acrylate / epoxidized unsaturated copolymer and (n) of an ethylene / alkyl methacrylate / unsaturated carboxylic acid anhydride copolymer This crosslinking is not reversible
  • thermoplastics are thermoplastic at extrusion temperatures, so they can be easily shaped according to techniques known to those skilled in the art of thermoplastics, for example at around 240 to 270 ° C. and then cooling below about 200 °.
  • C - 210 ° C they crosslink, that is to say at room temperature and up to 200 or 210 ° C, they have good mechanical properties and excellent dimensional behavior when hot (200 ° C) This property is important for the coating of electric cables to avoid deformation due to the heat given off by the Joule effect or generated by local and occasional short circuits
  • Another advantage is a very good resistance to fire
  • Another advantage is recycling in fact, it is possible to re-extrude production scraps, non-standard materials or recovered materials, whereas this is not possible with the irreversible crosslinked compositions of the PRIOR ART
  • Another advantage is the easy implementation for example, it is not necessary to use peroxides to crosslink
  • Reversible crosslinked compositions based on polyolefins and containing flame retardants that is to say both flame retardant and having good dimensional resistance to heat, are not known.
  • the polymers (A) of the invention are only thermplastic at temperatures where the reactions do not take place, for example above 240 ° C. for those which carry hydroxyl functions and anhydride functions of carboxylic acid
  • a very simple way to manufacture these polymers consists of a polymer having a single function, that is to say a single type of function and then adding the other function by grafting at a temperature or the reaction between the functions n does not take place
  • the polymer (A) can carry the functions hydroxyl and carboxylic acid hydroxyl and anhydride of dicarboxylic acid hydroxyl and anhydride of carboxylic acids carboxylic acid and amino carboxylic acid and vinyl ether
  • the polymer (A) carries hydroxyl functions and anhydride functions of dicarboxylic acid
  • the hydroxyl functions of a chain (i) of polymer (A) reacting with the anhydride functions of dicarboxylic acid another chain (ii) of polymer (A) while the hydroxyl functions of chain (ii) react with the anhydride functions of dicarboxylic acids either of chain (i) or of another chain (iii) causing thus crosslinking.
  • R1, R2 and R3 denote polymer chains (A).
  • the reaction moves in direction 1 when the temperature decreases and direction 2 when it increases.
  • thermoreversibility is conditioned by the equilibrium constant of the system as defined below which decreases with temperature:
  • (pe) represents the quantity of ester (I) or acid (ll) functions formed and (a) and (b) respectively the quantity of anhydride functions (III) and hydroxyl functions (IV) present initially. If R1 or (R2.R3) represents polymer chains, (pe) represents the degree or density of crosslinking of the system (Pe) must be sufficiently large at the working temperatures of the material to give it good dimensional strength and sufficiently low at manufacturing or processing temperatures of the material to give it a thermoplastic character sufficient for good handling
  • the present invention also relates to reversible crosslinkable compositions comprising these polymers (A) and optionally products (B), flame retardant fillers (C) of inert polymers (D), that is to say reacting neither with (A) nor with (B), anti oxidants, anti UV, etc
  • compositions make it possible to obtain p r odu ⁇ ts qu 1 which are particularly suitable for being used as coatings for electric cables, but also as tubes or in the design of objects obtained by molding, forming or filming according to the know-how of the people of the art
  • the present invention also relates to these objects as well as electrical cables whose coating comprising the compositions of the invention
  • polymers (A) By way of example of polymers (A), mention may be made of polymers (A1) carrying hydroxyl functions which are grafted with dicarboxylic acid anhydrides and polymers (A2) carrying anhydrous dicarboxylic acid functions which grafted with monomers carrying hydroxyl functions
  • the hydroxyl functions of (A1) can be provided by copolymerized or grafted monomers.
  • polymers (A1) that may be mentioned are: copolymers of ethylene, vinyl alcohol and optionally vinyl acetate (that is to say the ethylene-vinyl acetate copolymers partially or completely hydrolyzed),
  • polyethylene polypropylene, copolymers of ethylene and an alpha olefin, EPR and EPDM rubbers, styrene / butadiene / styrene (SBS) or styrene / ethylene-butene / styrene (SEBS) block copolymers or styrene / isoprene / styrene (SIS), all of these polymers being grafted with hydroxy (meth) acrylate such as hydroxyethyl (meth) acrylate
  • the unsaturated dicarboxylic acid anhydrides which are grafted onto these polymers (A1) can be chosen from maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride or tetrahydrophthalic anhydride
  • the anhydride dicarboxylic acid functions of (A2) can be provided by copolymerized or grafted monomers
  • copolymers of ethylene optionally of a vinyl ester of saturated carboxylic acid such as for example vinyl acetate, grafted or copolymé ⁇ sés with a dicarboxylic acid anhydride msature such as for example maleic anhydride,
  • polyethylene polypropylene, copolymers of ethylene and an alpha olefin, EPR and EPDM rubbers, styrene / butadiene / styrene (SBS) or styrene / ethylene-butene / styrene (SEBS) or styrene block copolymers / isoprene / styrene (SIS), all these polymers being grafted with unsaturated dicarboxylic acid anhydrides such as for example maleic anhydride
  • the hydroxyl functions which are grafted onto these polymers (A2) can come from the grafting of a hydroxyalkyl (meth) acrylate such as hydroxyethyl (meth) acrylate.
  • graftings are carried out according to techniques known to those skilled in the art, generally by radical initiation, in the molten state or in an appropriate solvent or even even in the solid state.
  • the graft can be previously dispersed in a polymer (D) and the radical initiator, for example (D) can be a polyethylene
  • the polymers (A) are copolymers (A2) of ethylene of an alkyl (meth) acrylate and of maleic anhydride grafted with hydroxyethyl (meth) acrylate.
  • the (meth) acrylate is chosen from methyl (meth) acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate
  • the amount of (meth) acrylate can represent up to 40% by weight of the copolymer, the amount of maleic anhydride can be between
  • the product (B) comprises at least two functions which do not react with each other at the extrusion temperatures of (A) but which react reversibly with the functions of (A) to cause a reversible crosslinking
  • the product (B) is thermoplastic or melted at the extrusion temperatures of (A)
  • Product (B) can be either a molecule or a polymer
  • catalysts are as activators of the reaction They are generally basic products like salts of carboxylic acids, tertiary amines or mineral bases It can also be products with acid character like carboxylic acids or organic sulfonic acids (like paratoluenesulfonic acid) or LEWIS acids or acids such as tin salts, boric acid or acids containing phosphorus or their derivatives, such as dilauratedibutyltin, orthoboric acid or phospho ⁇ que acid respectively.
  • the flame-retardant fillers (C) are generally mineral fillers suitable for the use of the material.
  • the additives providing improved fire resistance can also be so-called intumescent systems comprising polyols such as pentaerythritol and products carrying nitrogen or phosphorus functions such as for example ammonium polyphosphate or melamine cyanurate.
  • the effectiveness of these systems can also be improved by the joint use of additives such as antimony oxide or different zeolites.
  • a suitable fire resistance is generally obtained for an overall mass content greater than 30% by weight of A + C + possibly (B + D).
  • Fire resistance can also, when the circumstances of use of the final material allow, be improved by the use of halogenated derivatives such as decabromodiphenyloxide or decabromodiphenyl generally in combination with products such as antimony oxide.
  • halogenated derivatives such as decabromodiphenyloxide or decabromodiphenyl generally in combination with products such as antimony oxide.
  • a suitable fire resistance is generally obtained for an overall mass content greater than 10% by weight of A + C + possibly (B + D).
  • the flame retardant additives can be introduced at the same time as the polymer (A) and optionally (B), and (D) or subsequently under conditions and with methods compatible with the crosslinking kinetics, that is to say at high temperature. Their thermal stability must be sufficient not to induce untimely decomposition.
  • compositions of the invention may also include anti oxidants, anti UV, pigments, carbon black, etc.
  • the amounts of (A) and (B) are prepared by the usual methods of the thermoplastics industry.
  • the mixing can be carried out in an internal mixer, an extruder, a twin cylinder or a calender at a suitable temperature. Typically, mixing is carried out on a calender at a temperature of 250 ° C. The mixtures are easily calenderable which demonstrates their thermoplasticity at this temperature
  • the product is then placed in the form of 2 mm thick plates in a press at 250 ° C., then the test pieces necessary for the evaluation tests are cut out with a punch.
  • the mechanical properties of the material produced and used are evaluated by measuring the dynamometric properties such as elongation at break (AR) and resistance to break (RR) according to ISO R 527 / 1A on test pieces, having the shape of dumbbells of dimensions 105 * 10 * 4 mm ⁇ 3, recommended by the ISO standard in reference, subjected to a traction speed
  • the dimensional resistance to heat is evaluated by the elongation under hot load of a test piece of ISO R 527 type.
  • the typical test temperature is 200 ° C. and the test piece is subjected to an initial stress of 2 bars for 15 min
  • the variation in elongation measured relative to the initial length of the specimen defines a quantity also called creep resistance
  • a material having good dimensional resistance to heat such as a crosslinked polyethylene, exhibits creep resistance at 200 ° C., after 15 min, less than 100%
  • a product that is too crosslinked does not lengthen a rupture of the specimen can occur due to poor mechanical properties, in particular a low breaking strength
  • the fire resistance is evaluated by measuring the oxygen index (IOL) as defined in standard ASTM D2863-70 on test pieces in the form of bars of 80 * 10 * 4 mm 3 A product has good behavior on fire for an IOL greater than 30
  • the grafting was carried out on a twin-screw contra-rotating extruder type BRABENDER ZKS at a screw speed of 60 revolutions per minute with a temperature profile of 150-230-250 ° C (respectively feed hopper / extruder body / outlet)
  • the graft was previously dispersed on a polyethylene powder LLDPE (50/50) as well as the radical initiator (DHBP) (ditertiobutyl hexane peroxide) separately (5/95)
  • DHBP radical initiator
  • the products were dried beforehand overnight in vacuum at 80 ° C.
  • the graftable polymer (LOT 3410) is an ethylene / butyl acrylate / maleic anhydride (82/15/3) copolymer with a melt flow index at 190 ° C. under 2 16 kg of 6 3 dg / min
  • thermoreversibility is demonstrated by measuring the meit-index (in dg / min) of these products at different temperatures •
  • Cross-linking is obtained by a sufficient content of grafted HEA.
  • Product R has good mechanical properties, it is thermoplastic at 260 ° C. and has the properties of a cross-linked product at 200 ° C. All these products have an IOL of 30

Abstract

Flame retardant compositions that are thermoplastic at extrusion temperatures (240-270 °C) and cross-linkable below 210 °C, the cross-linking being reversible at certain temperatures, are disclosed. Said compositions include a polymer (A) having anhydride or hydroxyl functions and a bifunctional reagent (B) having either hydroxyl or anhydride functions, respectively, or (i) a function reacting reversibly with (A) and (ii) a function reacting irreversibly with (A). Said compositions are useful for sheathing electric cables.

Description

POLYMERES FONCTIONNELS ET LEUR UTILISATION DANS DES COMPOSITIONS AUTORETICULANTES REVERSIBLES FUNCTIONAL POLYMERS AND THEIR USE IN REVERSIBLE SELF-CROSSLINKING COMPOSITIONS
DescriptionDescription
La présente invention concerne des polymères fonctionnels et leur utilisation dans des compositions autoréticulantes réversiblesThe present invention relates to functional polymers and their use in reversible self-crosslinking compositions.
Elle concerne plus particulièrement des polymères (A) réticulables réversiblesIt relates more particularly to reversible crosslinkable polymers (A)
- comprenant au moins deux fonctions réactives entre elles ,- comprising at least two reactive functions between them,
- qui sont thermoplastiques aux températures d'extrusion et , - réticules en-dessous des températures d'extrusion- which are thermoplastic at extrusion temperatures and, - reticles below extrusion temperatures
Selon le type de fonctions, les polymères (A) sont par exemple thermoplastiques entre 240 et 270° C et réticulés en-dessous de 210° CDepending on the type of functions, the polymers (A) are for example thermoplastic between 240 and 270 ° C and crosslinked below 210 ° C
Ces polymères sont utiles comme liants de coextrusion par exemple pour fabriquer des films multicouches tels que polyamide / liant / polyoléfine ou polyoléfine / liant / EVOH / liant / polyoléfine (EVOH désigne un copolymère de l'éthylène et de l'alcool vinyhque) ou polyoléfine / liant / SιOx - PETThese polymers are useful as coextrusion binders for example for manufacturing multilayer films such as polyamide / binder / polyolefin or polyolefin / binder / EVOH / binder / polyolefin (EVOH denotes a copolymer of ethylene and vinyhque alcohol) or polyolefin / binder / SιO x - PET
Ils sont utiles aussi comme colle (ou liant) pour faire adhérer des thermoplastiques sur la surface extérieure de tubes en acier qu'on utilise pour les gazoducs protégés contre la corrosion Ils sont utiles aussi comme renforçants choc des polyamides ou des polyestersThey are also useful as an adhesive (or binder) to adhere thermoplastics to the exterior surface of steel tubes that are used for pipelines protected against corrosion. They are also useful as impact reinforcers for polyamides or polyesters.
Ces polymères, mélangés avec des charges ignifugeantes, sont utiles pour le revêtement ignifuge des câbles électriquesThese polymers, mixed with flame retardant fillers, are useful for the flame retardant coating of electrical cables
L'art antérieur a déjà décrit des systèmes thermoréversibles Le brevet US 3 678 016 décrit des systèmes thermoréversibles dans lesquels les paires de groupements fonctionnels co-réactifs sont anhydπde/hydroxyle, anhydride/amine secondaire, acide carboxylique/éther vinyhque Ces systèmes sont appliqués à des polymères vinyliques comprenant un monomère qui possède un groupement fonctionnel réactif tel que décrit ci-dessus et un monomère choisi parmi les vinyles aromatiques, les esters d'acides (méth)acrylιques, les vinyles esters, les alpha-oléfines et l'isobutylène Les agents de reticulation sont soient des diols, soient des diamines secondaires, soient des divmyleséthers Seuls les copolymères styrène/anhydride maléique, styrène/méthacrylate d'hydroxyéthyle et styrène/méthacrylate de N(terbutyl)amιnoéthyle sont exemplifiésThe prior art has already described thermoreversible systems US Pat. No. 3,678,016 describes thermoreversible systems in which the pairs of co-reactive functional groups are anhydride / hydroxyl, anhydride / secondary amine, carboxylic acid / vinyl ether These systems are applied to vinyl polymers comprising a monomer which has a reactive functional group as described above and a monomer chosen from aromatic vinyls, esters of (meth) acrylic acids, vinyl esters, alpha-olefins and isobutylene crosslinking agents are either diols, secondary diamines, or divmylesether Only the styrene / maleic anhydride, styrene / hydroxyethyl methacrylate and styrene / N (terbutyl) aminoethyl methacrylate copolymers are exemplified
Le brevet US 3 933 747 de DOW décrit l'application de ces reactions aux copolymères Styrène/Anhydride maléique ( type SMA )US Patent 3,933,747 to DOW describes the application of these reactions to styrene / maleic anhydride copolymers (SMA type)
Le brevet US 4987190A décrit la reticulation thermoréversible de mélanges de polypropylène et de polyethylène greffés par de l'anhydride maléique par des diols comme le 1 ,4-dιméthanolcyclohéxèneUS Patent 4987190A describes the thermoreversible crosslinking of mixtures of polypropylene and polyethylene grafted with maleic anhydride with diols such as 1, 4-methanolcyclohexene
Les brevets EP 565734 et JP-A-06 057 062 sous priorité JP 92-209847 décrivent des systèmes de copolymères éthylène/anhydnde maléique et de polymères éthyléniques greffés par de l'anhydride maléique qui sont réticulés thermoréversiblement par des polyols en présence de catalyseurs comme des copolymères ethylène/acide acrylique partiellement neutralisés sous forme de sels de métaux alcalins US 3 299 184 décrit l'emploi d'alcoolamine ( type hydroxylamine ) pour réticuler des copolymères Ethylène/ anhydride bιcyclo-(2,2, 1 )-hept2-ene-5,6- dicarboxyliqueEP 565734 and Patent JP-A-06,057,062 in priority JP 92-209847 disclose ethylene copolymer systems / maleic anhydnde and ethylene graft polymers pa r maleic anhydride which are crosslinked thermoréversiblement with polyols in the presence of catalysts as ethylene / acrylic acid copolymers partially neutralized in the form of alkali metal salts US 3,299,184 describes the use of alcoholamine (hydroxylamine type) to crosslink ethylene / bιcyclo- (2,2, 1) -hept2- copolymers ene-5,6- dicarboxylic
EP 158 540 décrit des compositions adhesives à reticulation thermoréversible et résultant de l'action d'un divinyléther sur un copolymère d'une oléfine et d'un acide carboxylique insaturé ou son esterEP 158 540 describes adhesive compositions with thermoreversible crosslinking and resulting from the action of a divinylether on a copolymer of an olefin and an unsaturated carboxylic acid or its ester
L'art antérieur a aussi décrit des systèmes non réversibles pour renforcer les thermoplastiques FR 2 629 465 décrit des polyesters saturés renforcés par un mélange (i) d'un copolymère éthylène / (méth)acrylate d'alkyle / époxydé insaturé et (n) d'un copolymère éthylène / méthacrylate d'alkyle / anhydride d'acide carboxylique insaturé Cette reticulation n'est pas réversibleThe prior art has also described non-reversible systems for reinforcing thermoplastics FR 2 629 465 describes saturated polyesters reinforced by a mixture (i) of an ethylene / alkyl (meth) acrylate / epoxidized unsaturated copolymer and (n) of an ethylene / alkyl methacrylate / unsaturated carboxylic acid anhydride copolymer This crosslinking is not reversible
L'art antérieur a toujours décrit des réactions entre des fonctions portées par des polymères différents, chaque polymère portant des fonctions différentesThe prior art has always described reactions between functions carried by different polymers, each polymer carrying different functions
Les polymères de l'invention ont de nombreux avantagesThe polymers of the invention have many advantages
Ils sont thermoplastiques aux températures d'extrusion, on peut donc les mettre en forme facilement selon les techniques connues de l'homme de l'art des thermoplastiques par exemple vers 240 à 270° C puis en refroidissant en-dessous d'environ 200° C - 210° C elles réticulent c'est-à-dire qu'à la température ambiante et jusqu'à 200 ou 210° C, ils ont de bonnes propriétés mécaniques et une excellente tenue dimensionnelle à chaud (200° C) Cette propriété est importante pour le revêtement des câbles électriques pour éviter la déformation due à la chaleur dégagée par effet Joule ou engendrée par des courts circuits locaux et occasionnels Un autre avantage est une très bonne tenue au feu Un autre avantage est le recyclage en effet, on peut reextruder les chutes de fabrication les matériaux hors normes ou les matériaux récupères alors que ce n'est pas possible avec les compositions réticulées irréversibles de l'art antérieur Un autre avantage est la mise en oeuvre facile par exemple, il n'est pas nécessaire d'utiliser des peroxydes pour réticulerThey are thermoplastic at extrusion temperatures, so they can be easily shaped according to techniques known to those skilled in the art of thermoplastics, for example at around 240 to 270 ° C. and then cooling below about 200 °. C - 210 ° C they crosslink, that is to say at room temperature and up to 200 or 210 ° C, they have good mechanical properties and excellent dimensional behavior when hot (200 ° C) This property is important for the coating of electric cables to avoid deformation due to the heat given off by the Joule effect or generated by local and occasional short circuits Another advantage is a very good resistance to fire Another advantage is recycling in fact, it is possible to re-extrude production scraps, non-standard materials or recovered materials, whereas this is not possible with the irreversible crosslinked compositions of the PRIOR ART Another advantage is the easy implementation for example, it is not necessary to use peroxides to crosslink
Dans le domaine du revêtement des cables électriques, les polymères les plus usuellement utilisés sont le PVC et les polyolêfinesIn the field of coating of electric cables, the most commonly used polymers are PVC and polyolefins
Dans les applications où le revêtement est en contact direct avec le conducteur électrique, il est usuel, pour éviter la déformation due à la chaleur, d'améliorer la tenue dimensionne'te a chaud des polymères uti'isés par exemple en les réticulant Cette reticulation est usuellement obtenue par utilisation d'initiateurs radicalaires comme des peroxydes Ces produits sont généralement peu aisés à manipuler, dangereux et donnent naissance, après leur réaction, à des produits odorants et nuisibles aux qualités du revêtement II est donc important d'essayer de ne plus utiliser ce type de réactifs, tout en gardant au matériau les mêmes propriétés que celles issus de leur utilisationIn applications where the coating is in direct contact with the electrical conductor, it is customary, to avoid deformation due to heat, to improve the dimensioned heat resistance of the polymers used for example by crosslinking them. is usually obtained by the use of radical initiators such as peroxides These products are generally not very easy to handle, dangerous and give rise, after their reaction, to odorous products which are harmful to the qualities of the coating. It is therefore important to try not to use this type of reagents, while keeping the material the same properties as those resulting from their use
En cas d'incendie, ou de source de chaleur importante, il est bien connu que les polymères de synthèse et en particulier les polyolêfines sont des matériaux particulièrement sensibles, inflammables, propagateurs de flammes et générateurs de fumées II est bien connu que l'utilisation de polyolêfines ayant une tenue au feu au moins équivalente à celle du PVC, est possible par la formulation de ces polymères avec des additifs dits ignifugeantsIn the event of a fire, or of a significant heat source, it is well known that synthetic polymers and in particular polyolefins are particularly sensitive, flammable materials, flame spreaders and smoke generators It is well known that the use of polyolefins having a fire resistance at least equivalent to that of PVC, is possible by the formulation of these polymers with so-called flame retardant additives
On ne connaît pas de compositions réticulées réversibles à base de polyolêfines et contenant des ignifugeants, c'est-à-dire à la fois ignifuges et ayant une bonne tenue dimensionnelle à chaudReversible crosslinked compositions based on polyolefins and containing flame retardants, that is to say both flame retardant and having good dimensional resistance to heat, are not known.
Ces polymères permettent d'obtenir des produits qui sont particulièrement aptes à être utilisés comme revêtements de câbles électriques, mais également comme tubes ou dans la conception d'objets obtenus par moulage, formage ou filmage selon le savoir faire des gens de l'artThese polymers make it possible to obtain products which are particularly suitable for use as coatings for electric cables, but also as tubes or in the design of objects obtained by molding, forming or filming according to the know-how of those skilled in the art.
Les polymères (A) de l'invention ne sont thermplastiques qu'aux températures où les réactions n'ont pas lieu, par exemple au-delà de 240° C pour ceux qui portent des fonctions hydroxyles et des fonctions anhydrides d'acide carboxylique Un moyen très simple pour fabriquer ces polymères consiste à partir d'un polymère ayant une seule fonction, c'est-à-dire un seul type de fonction puis à ajouter l'autre fonction par greffage à une température ou la réaction entre les fonctions n'a pas lieuThe polymers (A) of the invention are only thermplastic at temperatures where the reactions do not take place, for example above 240 ° C. for those which carry hydroxyl functions and anhydride functions of carboxylic acid A very simple way to manufacture these polymers consists of a polymer having a single function, that is to say a single type of function and then adding the other function by grafting at a temperature or the reaction between the functions n does not take place
A titre d'exemple, le polymère (A) peut porter les fonctions hydroxyle et acide carboxylique hydroxyle et anhydride d'acide dicarboxylique hydroxyle et anhydride d'acides carboxyliques acide carboxylique et aminé acide carboxylique et éther vinyliqueBy way of example, the polymer (A) can carry the functions hydroxyl and carboxylic acid hydroxyl and anhydride of dicarboxylic acid hydroxyl and anhydride of carboxylic acids carboxylic acid and amino carboxylic acid and vinyl ether
Par exemple, si le polymère (A) porte des fonctions hydroxyles et des fonctions anhydrides d'acide dicarboxylique, au cours du refroidissement les fonctions hydroxyles d'une chaîne (i) de polymère (A) réagissant avec les fonctions anhydride d'acide dicarboxyliques d'une autre chaîne (ii) de polymère (A) alors que les fonctions hydroxyles de la chaîne (ii) réagissent avec les fonctions anhydride d'acide dicarboxyliques soit de la chaîne (i) soit d'une autre chaîne (iii) provoquant ainsi la reticulation.For example, if the polymer (A) carries hydroxyl functions and anhydride functions of dicarboxylic acid, during cooling the hydroxyl functions of a chain (i) of polymer (A) reacting with the anhydride functions of dicarboxylic acid another chain (ii) of polymer (A) while the hydroxyl functions of chain (ii) react with the anhydride functions of dicarboxylic acids either of chain (i) or of another chain (iii) causing thus crosslinking.
A titre d'illustration, on rappelle le principe de cette réaction réversible entre un anhydride et un hydroxyle à l'aide du schéma suivant :By way of illustration, the principle of this reversible reaction between an anhydride and a hydroxyl is recalled using the following diagram:
R OH + R — C - C — R R - C — RR OH + R - C - C - R R - C - R
2 / \ 32 / \ 3
(I V) O COO R + C OOH(I V) O COO R + C OOH
(I I I) (D (l l)(I I I) (D (l l)
dans lequel R1 , R2 et R3 désigne des chaînes de polymères (A). La réaction se déplace dans le sens 1 quand la température diminue et le sens 2 quand elle augmente.in which R1, R2 and R3 denote polymer chains (A). The reaction moves in direction 1 when the temperature decreases and direction 2 when it increases.
La thermoréversibilité est conditionnée par la constante d'équilibre du système telle que définie ci-dessous qui décroît avec la température:The thermoreversibility is conditioned by the equilibrium constant of the system as defined below which decreases with temperature:
pe2 pe 2
K =K =
(a-b-pe)*(a-pe)(ab-pe) * (a-pe)
(pe) représente la quantité de fonctions esters (I) ou acides (ll) formées et (a) et (b) respectivement la quantité de fonctions anhydrides (III) et de fonctions hydroxyles (IV) présentes initialement. Si R1 ou (R2.R3) représente des chaînes polymères, (pe) représente le degré ou la densité de reticulation du système (Pe) doit être suffisamment important aux températures de travail du matériau pour lui conférer une bonne tenue dimensionnelle et suffisamment faible aux températures de fabrication ou de mise en oeuvre du matériau pour lui conférer un caractère thermoplastique suffisant pour une bonne manipulabilité(pe) represents the quantity of ester (I) or acid (ll) functions formed and (a) and (b) respectively the quantity of anhydride functions (III) and hydroxyl functions (IV) present initially. If R1 or (R2.R3) represents polymer chains, (pe) represents the degree or density of crosslinking of the system (Pe) must be sufficiently large at the working temperatures of the material to give it good dimensional strength and sufficiently low at manufacturing or processing temperatures of the material to give it a thermoplastic character sufficient for good handling
La présente invention concerne aussi des compositions réticulables réversibles comprenant ces polymères (A) et éventuellement des produits (B), des charges ignifugeantes (C) des polymères (D) inertes c'est-à-dire ne réagissant ni avec (A) ni avec (B), des anti oxydants, des anti U V , etcThe present invention also relates to reversible crosslinkable compositions comprising these polymers (A) and optionally products (B), flame retardant fillers (C) of inert polymers (D), that is to say reacting neither with (A) nor with (B), anti oxidants, anti UV, etc
Ces compositions permettent d'obtenir des produιts qu1 sont particulièrement aptes à être utilisés comme revêtements de câbles électπques, mais également comme tubes ou dans la conception d'objets obtenus par moulage, formage ou filmage selon le savoir faire des gens de l'art La présente invention concerne aussi ces objets ainsi que des câbles électriques dont le revêtement comprenant les compositions de l'inventionThese compositions make it possible to obtain p r oduιts qu 1 which are particularly suitable for being used as coatings for electric cables, but also as tubes or in the design of objects obtained by molding, forming or filming according to the know-how of the people of the art The present invention also relates to these objects as well as electrical cables whose coating comprising the compositions of the invention
A titre d'exemple de polymères (A), on peut citer les polymères (A1 ) portant des fonctions hydroxyles qu'on greffe par des anhydrides d'acide dicarboxyliques et les polymères (A2) portant des fonctions anhydπdes d'acide dicarboxyliques qu'on greffe avec des monomères portant des fonctions hydroxylesBy way of example of polymers (A), mention may be made of polymers (A1) carrying hydroxyl functions which are grafted with dicarboxylic acid anhydrides and polymers (A2) carrying anhydrous dicarboxylic acid functions which grafted with monomers carrying hydroxyl functions
Les fonctions hydroxyles de (A1 ) peuvent être apportées par des monomères copolyméπsés ou greffés A titre d'exemple de polymères (A1 ) on peut citer - les copolymères de l'éthylène, de l'alcool vinyhque et éventuellement de l'acétate de vinyle (c'est-à-dire les copolymères éthyiène-acétate de vinyle hydrolyses en partie ou en totalité) ,The hydroxyl functions of (A1) can be provided by copolymerized or grafted monomers. Examples of polymers (A1) that may be mentioned are: copolymers of ethylene, vinyl alcohol and optionally vinyl acetate (that is to say the ethylene-vinyl acetate copolymers partially or completely hydrolyzed),
- les copolymères de l'éthylène, éventuellement d'un ester vinyhque d'acide carboxylique saturé tel que par exemple l'acétate de vinyle greffés ou copolyméπsés avec un (méth)acrylate d'hydroxyalkyle tel que le (méth)acrylate d'hydroxyéthyle ,- copolymers of ethylene, optionally of a vinyl ester of saturated carboxylic acid such as for example vinyl acetate grafted or copolyméπsés with a hydroxyalkyl (meth) acrylate such as hydroxyethyl (meth) acrylate ,
- les copolymères de l'éthylène, éventuellement d'un ester ou un sel d'acide carboxylique insaturé tel que par exemple un (méth)acrylate d'alkyle ou un (méth)acrylate de zinc greffés ou copolyméπsés avec un (méth)acrylate d'hydroxyalkyle tel que le (méth)acrylate d'hydroxyéthyle ,- copolymers of ethylene, optionally of an ester or an unsaturated carboxylic acid salt such as for example an alkyl (meth) acrylate or a zinc (meth) acrylate grafted or copolymerized with a (meth) acrylate hydroxyalkyl such as hydroxyethyl (meth) acrylate,
- le polyethylène, le polypropylène, les copolymères de l'éthylène et d'une alpha oléfine, les caoutchoucs EPR et EPDM, les copolymères blocs styrène / butadiène / styrène (SBS) ou styrène / éthylène-butène / styrène (SEBS) ou styrène / isoprène / styrène (SIS), tous ces polymères étant greffés par du (méth)acrylate d'hydroxy alkyle tel que le (meth)acrylate d'hydroxyéthyle- polyethylene, polypropylene, copolymers of ethylene and an alpha olefin, EPR and EPDM rubbers, styrene / butadiene / styrene (SBS) or styrene / ethylene-butene / styrene (SEBS) block copolymers or styrene / isoprene / styrene (SIS), all of these polymers being grafted with hydroxy (meth) acrylate such as hydroxyethyl (meth) acrylate
Les anhydrides d'acide dicarboxyliques insatures qu'on greffe sur ces polymères (A1 ) peuvent être choisis parmi l'anhydride maléique, l'anhydride itaconique, l'anhydride citraconique ou l'anhydride tétrahydrophtaliqueThe unsaturated dicarboxylic acid anhydrides which are grafted onto these polymers (A1) can be chosen from maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride or tetrahydrophthalic anhydride
Les fonctions anhydride d'acide dicarboxylique de (A2) peuvent être apportées par des monomères copolyméπsés ou greffésThe anhydride dicarboxylic acid functions of (A2) can be provided by copolymerized or grafted monomers
A titre d'exemple de polymères (A2), on peut citerExamples of polymers (A2) that may be mentioned
- les copolymères de l'éthylène, éventuellement d'un ester vinyhque d'acide carboxylique saturé tel que par exemple l'acétate de vinyle , greffés ou copolyméπsés avec un anhydride d'acide dicarboxylique msature tel que par- exemple l'anhydride maléique ,copolymers of ethylene, optionally of a vinyl ester of saturated carboxylic acid such as for example vinyl acetate, grafted or copolyméπsés with a dicarboxylic acid anhydride msature such as for example maleic anhydride,
- les copolymères de l'éthylène, éventuellement d'un ester ou un sel d'acide carboxylique insaturé tel que par exemple un (méth)acrylate d'alkyle ou un (méth)acrylate de zinc greffés ou copolyméπsés avec un anhydride d'acide dicarboxylique insaturé tel que par exemple l'anhydride maléique ,- copolymers of ethylene, optionally of an ester or an unsaturated carboxylic acid salt such as for example an alkyl (meth) acrylate or a zinc (meth) acrylate grafted or copolymerized with an acid anhydride unsaturated dicarboxylic such as for example maleic anhydride,
- le polyethylène, le polypropylène, les copolymères de l'éthylène et d'une alpha oléfine, les caoutchoucs EPR et EPDM, les copolymères blocs styrène / butadiène / styrène (SBS) ou styrène / éthylène-butène / styrène (SEBS) ou styrène / isoprène / styrène (SIS), tous ces polymères étant greffés par des anhydrides d'acide dicarboxylique insatures tel que par exemple l'anhydride maléique- polyethylene, polypropylene, copolymers of ethylene and an alpha olefin, EPR and EPDM rubbers, styrene / butadiene / styrene (SBS) or styrene / ethylene-butene / styrene (SEBS) or styrene block copolymers / isoprene / styrene (SIS), all these polymers being grafted with unsaturated dicarboxylic acid anhydrides such as for example maleic anhydride
Les fonctions hydroxyles qu'on greffe sur ces polymères (A2) peuvent provenir du greffage d'un (méth)acrylate d'hydroxyalkyle tel que le (méth)acrylate d'hydroxyéthyleThe hydroxyl functions which are grafted onto these polymers (A2) can come from the grafting of a hydroxyalkyl (meth) acrylate such as hydroxyethyl (meth) acrylate.
Ces greffages sont effectués selon les techniques connues de l'homme de métier , généralement par initiation radicalaire, à l'état fondu ou dans un solvant approprié ou encore même à l'état solideThese graftings are carried out according to techniques known to those skilled in the art, generally by radical initiation, in the molten state or in an appropriate solvent or even even in the solid state.
Le greffon peut être préalablement dispersé dans un poiymère (D) ainsi que l'initiateur radicalaire, par exemple (D) peut être un polyethylèneThe graft can be previously dispersed in a polymer (D) and the radical initiator, for example (D) can be a polyethylene
Avantageusement les polymères (A) sont des copolymères (A2) de l'éthylène d'un (méth)acrylate d'alkyle et de l'anhydride maléique greffés par du (méth)acrylate d'hydroxyéthyleAdvantageously, the polymers (A) are copolymers (A2) of ethylene of an alkyl (meth) acrylate and of maleic anhydride grafted with hydroxyethyl (meth) acrylate.
De préférence, le (méth)acrylate est choisi parmi le (méth)acrylate de méthyle, l'acrylate d'ethyle, l'acrylate de n-butyle, l'acrylate d'isobutyle et l'acrylate de 2-ethylhexyle La quantité de (méth)acrylate peut représenter jusqu'à 40 % en poids du copolymère, la quantité d'anhydride maléique peut être comprise entrePreferably, the (meth) acrylate is chosen from methyl (meth) acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate The amount of (meth) acrylate can represent up to 40% by weight of the copolymer, the amount of maleic anhydride can be between
0,5 et 5 % en poids du copolymère Le produit (B) comprend au moins deux fonctions ne réagissant pas entre elles aux températures d'extrusion de (A) mais réagissant de façon réversibles avec les fonctions de (A) pour provoquer une reticulation réversible Le produit (B) est thermoplastique ou fondu aux températures d'extrusion de (A) Le produit (B) peut être soit une molécule soit un polymère0.5 and 5% by weight of the copolymer The product (B) comprises at least two functions which do not react with each other at the extrusion temperatures of (A) but which react reversibly with the functions of (A) to cause a reversible crosslinking The product (B) is thermoplastic or melted at the extrusion temperatures of (A) Product (B) can be either a molecule or a polymer
II est recommandé de choisir le produit (B) de telle sorte qu'il reste avec le polymère (A) quand on chauffe pour déréticuler et retourner à l'état thermoplastique avant de refroidir pour réticuler à nouveau, c'est-à-dire d'éviter sa perte par diffusion, exsudation ou volatilité Quand on choisit (B) parmi les molécules, on choisit de préférence des produits peu volatils dans ce milieu A titre d'exemple de produits (B) on peut citerIt is recommended to choose the product (B) so that it remains with the polymer (A) when it is heated to de-crosslink and return to the thermoplastic state before cooling to crosslink again, that is to say to avoid the loss by diffusion or exudation volatility When we choose (B) from molecules, preferably selected low-volatility products in this middle way of the e exemp products (B) include
- les polymères (A1 ) et (A2) précédents, ces polymères n'étant pas greffés avec la deuxième fonction et à condition qu'il y ait au moins deux fonctions par chaîne de polymère - les polyols contenant des fonctions aminés pour réticuler des polymères- the above polymers (A1) and (A2), these polymers not being grafted with the second function and provided that there are at least two functions per polymer chain - polyols containing amino functions to crosslink polymers
(A) ayant des fonctions anhydrides, par exemple le tπs(hydroxyméthyl)- aminométhane(A) having anhydride functions, for example tπs (hydroxymethyl) - aminomethane
En ce qui concerne la cinétique de reticulation du polymère (A) sur lui- même éventuellement en mélange avec (B) et en particulier de la réaction anhydnde/hydroxyle, elle peut être avantageusement modifiée par l'emploi d'additifs appropriés agissant soient comme catalyseurs soient comme activateurs de la réaction Ce sont généralement des produits basiques comme des sels d'acides carboxyliques, des aminés tertiaires ou des bases minérales Ce peut être également des produits à caractère acide comme des acides carboxyliques ou des acides organiques sulfoniques (comme l'acide paratoluenesulfonique) ou des acides minéraux ou des acides de LEWIS comme des sels d'étain, de l'acide borique ou des acides contenant du phosphore ou leurs dérivés, comme respectivement du dilauratedibutylétain, de l'acide orthoborique ou de l'acide phosphoπque Les charges ignifugeantes (C) sont généralement des charges minérales adaptées à la mise en oeuvre du matériau On citera, par exemple, l'hydroxyde de magnésium, l'hydroxyde d'aluminium, la boemithe, les différents hydrotalcites, le carbonate de calcium L'efficacité de ces additifs peut être renforcée par leur mélangeage L'efficacité de ces charges ignifugeantes peut être aussi améliorée par l'incorporation conjointe de produits comme le tπoxyde d'antimoine ou l'hydroxystannate de zinc ou le stannate de zinc employés à des teneurs adaptées Pour ce type d'additifs, une tenue au feu convenable dans les polyolêfines est généralement obtenue pour une teneur massique globale supérieure à 60% en poids de A + C + éventuellement (B + D).As regards the crosslinking kinetics of the polymer (A) on itself possibly in mixture with (B) and in particular of the anhydrous / hydroxyl reaction, it can be advantageously modified by the use of suitable additives acting either catalysts are as activators of the reaction They are generally basic products like salts of carboxylic acids, tertiary amines or mineral bases It can also be products with acid character like carboxylic acids or organic sulfonic acids (like paratoluenesulfonic acid) or LEWIS acids or acids such as tin salts, boric acid or acids containing phosphorus or their derivatives, such as dilauratedibutyltin, orthoboric acid or phosphoπque acid respectively The flame-retardant fillers (C) are generally mineral fillers suitable for the use of the material. xample, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, boemithe, the various hydrotalcites, calcium carbonate The effectiveness of these additives can be enhanced by their mixing The effectiveness of these flame-retardant fillers can also be improved by the joint incorporation of products such as antimony tπoxide or zinc hydroxystannate or zinc stannate used at suitable levels For this type of additive, a suitable fire resistance in polyolefins is generally obtained for an overall mass content greater than 60% by weight of A + C + possibly (B + D).
Les additifs apportant la tenue au feu améliorée peuvent être également des systèmes dits intumescents comportant des polyols comme par exemple le pentaérythritol et des produits portant des fonctions azotées ou phosphorées comme par exemple le polyphosphate d'ammonium ou le cyanurate de mélaminé. L'efficacité de ces systèmes peut également être améliorée par l'emploi conjoint d'additifs comme l'oxyde d'antimoine ou différentes zéolithes. Pour ce type d'additifs, une tenue au feu convenable est généralement obtenue pour une teneur massique globale supérieure à 30 % en poids de A + C + éventuellement (B + D).The additives providing improved fire resistance can also be so-called intumescent systems comprising polyols such as pentaerythritol and products carrying nitrogen or phosphorus functions such as for example ammonium polyphosphate or melamine cyanurate. The effectiveness of these systems can also be improved by the joint use of additives such as antimony oxide or different zeolites. For this type of additive, a suitable fire resistance is generally obtained for an overall mass content greater than 30% by weight of A + C + possibly (B + D).
La tenue au feu peut également, quand les circonstances d'utilisation du matériau final le permettent, être améliorée par l'emploi de dérivés halogènes comme le decabromodiphényloxyde ou le décabromodiphényle généralement en association avec des produits comme l'oxyde d'antimoine. Pour ce type d'additifs, une tenue au feu convenable est généralement obtenue pour une teneur massique globale supérieure à 10% en poids de A + C + éventuellement (B + D).Fire resistance can also, when the circumstances of use of the final material allow, be improved by the use of halogenated derivatives such as decabromodiphenyloxide or decabromodiphenyl generally in combination with products such as antimony oxide. For this type of additive, a suitable fire resistance is generally obtained for an overall mass content greater than 10% by weight of A + C + possibly (B + D).
Les additifs ignifugeants peuvent être introduits en même temps que le polymère (A) et éventuellement (B), et (D) ou ultérieurement dans des conditions et avec des procédés compatibles avec les cinétiques de reticulation, c'est à dire à haute température. Leur stabilité thermique doit être suffisante pour ne pas induire de décomposition intempestive.The flame retardant additives can be introduced at the same time as the polymer (A) and optionally (B), and (D) or subsequently under conditions and with methods compatible with the crosslinking kinetics, that is to say at high temperature. Their thermal stability must be sufficient not to induce untimely decomposition.
Les compositions de l'invention peuvent comprendre aussi des anti oxydants, des anti U.V., des pigments, du noir de carbone...The compositions of the invention may also include anti oxidants, anti UV, pigments, carbon black, etc.
L'homme de métier détermine facilement les quantités de A, B, C et D en fonction du taux de reticulation recherché, c'est-à-dire des propriétés mécaniques et du degré d'ignifugation. Les quantités de (A) et (B) dépendent aussi de la quantité de fonctions qu'elles contiennent. Le greffage du polymère (A) s'effectue selon les techniques habituelles en solution ou à l'état fondu. Le greffon peut être introduit à l'état solide dilué dans une poudre de polymère (D) tel que par exemple du polyethylène. Le polymère éventuel (B) peut être introduit tel quel dans (A) ou sous forme de mélange maître par exemple dilué dans (D). Les compositions de l'invention sont préparées par les méthodes usuelles de l'industrie des thermoplastiques. Le mélange peut s'effectuer dans un mélangeur interne, une extrudeuse, un bi cylindre ou une calandre à une température adaptée. Typiquement, le mélange est réalisé sur une calandre à une température de 250° C Les mélanges sont facilement calandrables ce qui démontre leur thermoplasticité à cette températureThose skilled in the art easily determine the amounts of A, B, C and D as a function of the crosslinking rate sought, that is to say of the mechanical properties and the degree of fireproofing. The quantities of (A) and (B) also depend on the quantity of functions which they contain. The grafting of the polymer (A) is carried out according to the usual techniques in solution or in the molten state. The graft can be introduced in the solid state diluted in a powder of polymer (D) such as for example polyethylene. The optional polymer (B) can be introduced as such into (A) or in the form of a masterbatch, for example diluted in (D). The compositions of the invention are prepared by the usual methods of the thermoplastics industry. The mixing can be carried out in an internal mixer, an extruder, a twin cylinder or a calender at a suitable temperature. Typically, mixing is carried out on a calender at a temperature of 250 ° C. The mixtures are easily calenderable which demonstrates their thermoplasticity at this temperature
Le produit est ensuite mis sous forme de plaques de 2 mm d'épaisseur sous presse à 250° C puis les éprouvettes nécessaires aux tests d'évaluation sont découpées à l'emporte-pièceThe product is then placed in the form of 2 mm thick plates in a press at 250 ° C., then the test pieces necessary for the evaluation tests are cut out with a punch.
Les propriétés mécaniques du matériau fabriqué et mis en oeuvre sont évaluées par la mesure des propriétés dynamométriques tels que l'allongement à la rupture (AR) et la résistance à la rupture (RR) suivant la norme ISO R 527/1A sur des éprouvettes, ayant la forme d'haltères de dimensions 105*10*4 mmΛ3, préconisées par la norme ISO en référence, soumises à une vitesse de traction
Figure imgf000011_0001
The mechanical properties of the material produced and used are evaluated by measuring the dynamometric properties such as elongation at break (AR) and resistance to break (RR) according to ISO R 527 / 1A on test pieces, having the shape of dumbbells of dimensions 105 * 10 * 4 mm Λ 3, recommended by the ISO standard in reference, subjected to a traction speed
Figure imgf000011_0001
La tenue dimensionnelle à chaud est évaluée par l'allongement sous charge à chaud d'une eprouvette de type ISO R 527 La température typique d'essai est de 200°C et l'éprouvette est soumise à une contrainte initiale de 2 bars pendant 15 mnThe dimensional resistance to heat is evaluated by the elongation under hot load of a test piece of ISO R 527 type. The typical test temperature is 200 ° C. and the test piece is subjected to an initial stress of 2 bars for 15 min
La variation d'allongement mesurée rapportée à la longueur initiale de l'éprouvette définit une grandeur appelée aussi tenue au fluage Typiquement, un matériau ayant une bonne tenue dimensioπnelle à chaud, comme un polyethylène réticulé, présente une tenue au fluage à 200°C, après 15 mn, inférieure à 100 % Un produit mal réticulé s'allonge de plus de 100%, ce qui peut amener une rupture de l'éprouvette par diminution excessive de sa section Un produit trop réticulé ne s'allonge pas une rupture de l'éprouvette peut survenir du fait de faibles propriétés mécaniques, en particulier d'une faible résistance à la ruptureThe variation in elongation measured relative to the initial length of the specimen defines a quantity also called creep resistance Typically, a material having good dimensional resistance to heat, such as a crosslinked polyethylene, exhibits creep resistance at 200 ° C., after 15 min, less than 100% A poorly crosslinked product lengthens by more than 100%, which can lead to a rupture of the test piece by excessive reduction in its section A product that is too crosslinked does not lengthen a rupture of the specimen can occur due to poor mechanical properties, in particular a low breaking strength
La tenue au feu est évaluée par la mesure de l'indice d'oxygène ( IOL ) tel que défini dans la norme ASTM D2863-70 sur les éprouvettes en forme de barreaux de 80*10*4 mm3 Un produit a une bonne tenue au feu pour un IOL supérieur à 30The fire resistance is evaluated by measuring the oxygen index (IOL) as defined in standard ASTM D2863-70 on test pieces in the form of bars of 80 * 10 * 4 mm 3 A product has good behavior on fire for an IOL greater than 30
Exemples (les proportions sont en % poids) Nous exemplifions le greffage de HEA (acrylate d'hydroxyéthyle) sur un polymère contenant des fonctions "anhydride maléique" copolyméπséesExamples (the proportions are in% by weight) We exemplify the grafting of HEA (hydroxyethyl acrylate) on a polymer containing "maleic anhydride" copolymerized functions
Le greffage a été réalisé sur une extrudeuse bi-vis contrarotative type BRABENDER ZKS à une vitesse de vis de 60 tours par minute avec un profil de température de 150-230-250° C (respectivement trémie d'alimentation / corps de l'extrudeuse / filière de sortie) Le greffon a été préalablement dispersé sur une poudre de polyethylène LLDPE (50/50) ainsi que l'initiateur radicalaire (DHBP) (peroxyde de ditertiobutyle hexane) séparément (5/95) Les produits ont été préalablement séchés une nuit sous vide à 80° C Le polymère greffable (LOT 3410) est un copolymère éthylène/acrylate de butyle/anhydnde maléique (82/15/3) d'indice de fluidité à 190° C sous 2 16 kg de 6 3 dg/mnThe grafting was carried out on a twin-screw contra-rotating extruder type BRABENDER ZKS at a screw speed of 60 revolutions per minute with a temperature profile of 150-230-250 ° C (respectively feed hopper / extruder body / outlet) The graft was previously dispersed on a polyethylene powder LLDPE (50/50) as well as the radical initiator (DHBP) (ditertiobutyl hexane peroxide) separately (5/95) The products were dried beforehand overnight in vacuum at 80 ° C. The graftable polymer (LOT 3410) is an ethylene / butyl acrylate / maleic anhydride (82/15/3) copolymer with a melt flow index at 190 ° C. under 2 16 kg of 6 3 dg / min
Les compositions finales sont indiquées ci-dessous, la quantité de polymère (A) est le complément à 100 %The final compositions are indicated below, the amount of polymer (A) is the complement to 100%
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
La thermoréversibiiité est mise en évidence par la mesure du meit-index (en dg/mn) de ces produits à différentes températures The thermoreversibility is demonstrated by measuring the meit-index (in dg / min) of these products at different temperatures
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0002
La reticulation à 200° C est mise en évidence par le test de fluage à cette température sous une charge de 2 bars mesuré par l'allongement obtenu aprèsCrosslinking at 200 ° C is demonstrated by the creep test at this temperature under a load of 2 bars measured by the elongation obtained after
15 mn Les produits ont été préalablement chargés, en plusieurs fois, jusqu'à une teneur finale de 60 % d'hydroxyde de magnésium sur BRABENDER ZSK à un profil de températures de 260/260/260° C15 min The products were previously loaded, in several installments, to a final content of 60% magnesium hydroxide on BRABENDER ZSK at a temperature profile of 260/260/260 ° C
Figure imgf000012_0003
Figure imgf000012_0003
La reticulation est obtenue par une teneur suffisante en HEA greffé Le produit R possède de bonnes propriétés mécaniques il est thermoplastique à 260° C et présente les propriétés d'un produit réticulé à 200° C. Tous ces produits ont un IOL de 30 Cross-linking is obtained by a sufficient content of grafted HEA. Product R has good mechanical properties, it is thermoplastic at 260 ° C. and has the properties of a cross-linked product at 200 ° C. All these products have an IOL of 30

Claims

Revendications claims
1. Polymères (A) réticulables réversibles comprenant au moins deux fonctions réactives entre elles, qui sont thermoplastiques aux températures d'extrusion et réticulés en-dessous des températures d'extrusion1. Reversible crosslinkable polymers (A) comprising at least two reactive functions with each other, which are thermoplastic at extrusion temperatures and crosslinked below extrusion temperatures
2. Polymères selon la revendication 1 choisis parmi - les polymères (A1 ) portant des fonctions hydroxyles et qu'on greffe par des an^ydπdes d'acdes dicarboxyliques2. Polymers according to claim 1 chosen from - polymers (A1) carrying hydroxyl functions and which are grafted with an ^ ydπdes of dicarboxylic acids
- les polymères (A2) portant des fonctions anhydride d'acide dicarboxylique et qu'on greffe par des monomères portant des fonctions hydroxyles- polymers (A2) carrying anhydride dicarboxylic acid functions and which are grafted with monomers carrying hydroxyl functions
3. Compositions réticulables réversibles comprenant au moins un polymère (A) des revendications 1 ou 2, éventuellement un produit (B) ayant au moins deux fonctions ne réagissant pas entre elles aux températures d'extrusion de A mais réagissant de façon réversible avec les fonctions de (A) pour provoquer une reticulation réversible, éventuellement une charge ignifugeante (C) et éventuellement un polymère (D) ne réagissant ni avec (A) ni avec (B)3. Reversible crosslinkable compositions comprising at least one polymer (A) of claims 1 or 2, optionally a product (B) having at least two functions not reacting with each other at the extrusion temperatures of A but reacting reversibly with the functions of (A) to cause a reversible crosslinking, possibly a flame-retardant filler (C) and possibly a polymer (D) reacting neither with (A) nor with (B)
4. Composition selon la revendication 3 dans laquelle le produit (B) est choisi parmi ies polymères (A1 ) et (A2) de la revendication 2 et les polyols contenant des fonctions aminés tels que le tπs(hydroxyméthyl)-amιnométhane4. Composition according to claim 3 in which the product (B) is chosen from the polymers (A1) and (A2) of claim 2 and the polyols containing amino functions such as tπs (hydroxymethyl) -amιnomethane
5. Câbles électriques avec un revêtement comprenant les compositions des revendications 1 à 45. Electric cables with a coating comprising the compositions of claims 1 to 4
6. Tubes, objet moulés ou films comprenant les compositions des revendications 1 à 46. Tubes, molded object or films comprising the compositions of claims 1 to 4
Liant de coextrusion ou colle comprenant les compositions des revendications 1 à 4 Coextrusion binder or adhesive comprising the compositions of claims 1 to 4
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