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Procédé de production d'élastomères mousse et objets ainsi produits.
La présente invention se rapporte à des élastomères mous- se et spongieux et à un procédé pour les fabriquer et plus parti- culièrement à la production de matières mousse et spongieuses capa- bles de résister aux effets simultanés de l'huile, des hautes tem- p4ratures et des déformations par compression.
On a-proposé déjà d'utiliser divers élastomères mousse, et spongieux pour de nombreuses applications. far exemple, il est courant d'utiliser la mousse de néoprène pour fabriquer par exemple des matières formant matelas, des joints et des amortisseurs de chocs. Ces matières sont généralement utilisées dans les conditions .atmosphériques ordinaires, bien que les conditions de service sa- tisfaisant soient définies en termes de déformation rémanente li- mitée dans 1'air chaud et de reprise élastique élevée après com- pression à la température ordinaire. On a proposé déjà d'utiliser des élastomères mousse-et en particulier du néoprène mousse pour des'appareils de graissage dans lesquels le néoprène mousse se com-
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porte comme réservoir et mèche d'huile.
La mousse de néoprène ac- tuelle n'est toutefois pas satisfaisante pour cet usage. Le problè- me de la production d'un élastomère mousse satisfaisant pour un tel usage a été compliqué par la difficulté des problèmes appa- rentés. Pour être satisfaisant comme réservoir d'huile pour la lubrification de tourillons, il faut que l'élastomère présente une affinité vis-à-vis du lubrifiant pour qu'il puisse assurer une ar- rivée satisfaisante du lubrifiant aux surfaces de frottement. Il faut aussi ou'il puisse résister à l'action simultanée de l'huile chaude, des températures élevées et des déformations par compres- sion. Les matières mousse et spongieuses fabriquées par les procé- dés actuels ne se comportent pas de manière satisfaisante dans ces conditions.
Cela étant, la présente invention a pour objet un procédé de production d'un élastomère mousse, dans lequel on forme une mousse de latex d'élastomère résistant aux huiles, on coule ce latex dans un moule, on vulcanise l'élastomère moulé, on réduit la teneur en humidité du moulage après vulcanisation, on étuve ce moulage dans une atmosphère non oxydante et en présence d'une hu midité non inférieure à 10% et on sèche ensuite le moulage vulca nisé et étuvé .
L'élastomère mousse produit par le procédé de la présente invenrtin manifeste une reprise élastique sensiblement présente invention manifeste une reprise élastique sensiblement complète (pas de déformation rémanente) après compression à envi- ron 50% de son épaisseur initiale et immersion dans une huile lubri- fiante chaude pendant des temps atteignant 8 heures à des tempéra- tures allant jusqu'à 149 C.
Beaucoup des polymères appartenant aux types résistant aux huiles qui peuvent être expansés conviennent, dans une cer- taine mesure, dans la présente invention, par exemple le Néoprène Type 60; le Néoprène Type 601-A; le Néoprène Type 842; le Néoprène Type 842-A; le Néoprène Type 571; 1'acrylonitrile-butadiène: le polyuréthene et les caoutchoucs sulfurés. Les latex de néoprinme tels que ceux du Type 60 et du Type 601-A, sont toutefois préférés.
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On sait que des produits cellulaires peuvent être préparés à par- tir de ces matières, par exemple par aération mécanique, à l'aide d'agents gonflants chimiques ou par l'expansion du gaz dissous. On préfère, dans la présente invention, recourir à l'aération mécani- que; toutefois, on peut, si on le désire utiliser tout autre procé- dé de fabrication de produits cellulaires.
Il a été découvert que pour obtenir les propriétés dési- rables de résistance à l'action simultanée des températures élevées, de l'huile chaude et des déformations par compression, la quantité d'accepteur d'acide, (habituellement l'oxyde de zinc) doit être ré- duite beaucoup au-dessous de celle utilisée dans'les procédés clas- siques de fabrication des mousses. De préférence, on utilise, avec un polymère particulier, moins de la moitié de l'accepteur d'acides qu'on utilise classiquement.
Il a été découvert également qu'il est désirable de réduire la quantité de soufre ajouté au mélange à la moitié environ de la quantité qu'on utilise normalement. En outre, il s'est avéré que l'addition de quantités notables d'un stabilisant thermique, tel que la phényl--naphtylamine, est avantageuse. L'ad- dition de petites quantités (jusqu'à 1%) de stabilisants thermiques se faisait antérieurement, mais l'addition d'environ 2% de phényl- p-naphtylamine est désirable pour conférer à la mousse la résistance maximum à la chaleur.
Le procédé de la présente invention sera mieux compris grâce à l'exemple suivant qui a pour objet d'illustrer une de ces formes préférées de réalisation.
EXEMPLE.- Une composition de latex de néoprène comprenant
EMI3.1
<tb> Latex <SEP> de <SEP> Néoprène <SEP> Type <SEP> 60 <SEP> matières <SEP> solides <SEP> 85,0% <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> Latex <SEP> de <SEP> Néoprène <SEP> Type <SEP> 601-A <SEP> matières <SEP> solides <SEP> 15,0% <SEP> en <SEP> poids
<tb>
EMI3.2
Phényl--naphtylane 2,0% en poids
EMI3.3
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 2,0% <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Soufre <SEP> 1,0% <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Vaseline <SEP> 3,0% <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicofluorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 1,0% <SEP> en <SEP> poids
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est mélangée, expansée et coulée de la manière connue de façon à obtenir un produit ayant une structure à pores fins.
La mousse cou-
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lée est ensuite chauffée pendant environ 20 minutes dans la vapeur d'eau sous la pression atmosphérique. La matière semi-solidifiée est ensuite extraite du moule, refroidie et vulcanisée pendant environ 60 minutes sous une pression manométrique de vapeur d'eau de 4,92 kg/cm2. Le chauffage préliminaire dans la vapeur d'eau est faculta- tif et peut être combiné avec la vulcanisation. Après la vulcanisa- tion, la matière est lavée dans l'eau chaude, centrifugée et étuvée ensuite dans la vapeur d'eau sous une pression manométrique de 4,92 kg/cm2 pendant environ 3 heures. Après étuvage, les objets moulés sont chauffés dans un four de séchage à air chaud pendant environ 40 heures à 82-88 C.
Les objets obtenus sont essayés en les soumettant à une compression de 50% pendant 4 heures dans une huile lubrifiante à 149 C. Après l'enlèvement de la charge de compression, les éprouvet- tes n'accusent pas de déformation permanente mesurable.
L'opération finale d'étuvage est exécutée pour le mieux sous. des pressions de vapeur d'eau qui donnent une température se situant dans la gamme des températures de service auxquelles sera soumis l'objet. Par exemple, si la température de service dans l'huile chau de doit atteindre 121 C, la pression de vapeur d'eau dans l'étuvage final sera choisie de façon à obtenir une température d'environ 121 C
Au cours de l'opération d'étuvage, un certain pourcentage d'humidité, de préférence de 10 à 50% en poids de l'objet expansé, doit être maintenu dans l'objet expansé. Une teneur en humidité com- prise entre 20 et 40% pendant l'étuvage est particulièrement désira- ble.
En outre, l'étuvage doit être exécuté dans une atmosphère sen- siblement exempte d'oxygène et il est désirable qu'il soit exécuté en présence d'une humidité non inférieure à environ 10%. L'étuvage s'opère de préférence dans un autoclave sous des pressions de va- peur d'eau atteignant 4,92 kg/cm2 au manomètre pendant des temps qui sont déterminés par l'épaisseur de l'objet. La durée moyenne préférée d'étuvage sous cette pression est de 1/2 à 4 heures pour des épaisseurs allant de 2,5 à 7,6 cm.
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La théorie des modifications provoquées dans l'élastomère mousse par ce traitement et qui produisent ces résultats surpre- nants n'est pas entièrement élucidée. Des travaux de recherche mon- trent que la quantité d'oxyde de zinc ajoutée est critique. Il ap- paraît qu'il doit y avoir une quantité insuffisante d'accepteur d'acide, par exemple l'oxyde de zinc, pour se combiner avec les constituants de l'élastomère engendrant des acides au cours des différents stades de chauffage. Par exemple, la pratique courante demande 5% d'oxyde de zinc dans des compositions de néoprène telles que celles utilisées dans l'exemple ci-dessus. Toutefois, dans la composition donnée ci-dessus, des quantités d'oxyde de zinc dépas sant 2% ont pour résultat un comportement médiocre en présence d'huiles.
REVENDICATIONS*
1.- Procéde de production d'un élastomère mousse, carac- térisé en ce qu'on forme une mousse de latex d'élastomère résis- tant aux huiles, on coule ce latex dans un moule, on vulcanise l'élastomère moulé, on réduit la teneur en humidité du moulage après la vulcanisation, on étuve ce moulage dans une atmosphère non oxydante et en présence d'une humidité non inférieure à 10% et on sèche ensuite le moulage vulcanisé et étuvé.