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Composition de matières plastiques à base de polychlorure de vinyle chloré
La présente invention concerne de nouvelles compositions plastiques à base de polychlorure de vinyle chloré qui présentent une excellente résistance à la déformation thermique et sont particulièrement aisées à mettre en oeuvre.
Il est bien connu que la mise en oeuvre du polychlorure de vinyle chloré nécessite des températures très élevées. A ces températures, il ss produit une décomposition partielle ou même totale du polymère. La mise en oeuvre du polychlorure de vinyle chloré constitue donc un problème difficile à résoudre.
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. On a déjà proposé d'incorporer du polychlorure de vinyle aux composi- tions à base de polychlorure de vinyle chloré (Brevet belge 653 031).
L'addition de polychlorure de vinyle abaisse la température de gélification du polychlorure de vinyle chloré, ce qui permet sa mise en oeuvre à une température inférieure à sa température de dégradation. Toutefois cette addition a pour inconvénient d'abaisser la résistance à la déformation thermique du mélange.
La demanderesse a découvert que l'incorporation de polyéthylène à des compositions à base de polychlorure de vinyle chloré fournit des mélan- ges présentant un ensemble de propriétés avantageuses et en particulier une plus grande facilité de mise en oeuvre, une faible viscosité à haute tempé- rature, une excellente résistance à la déformation thermique ainsi qu'une résistance au choc améliorée.
Les compositions à base de polychlorure de vinyle chloré faisant l'objet de l'invention comprennent pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle chloré dont la teneur en chlore est comprise entre 600 et 750 gr par Kgr de 0,5 à 20 parties en poids de polyéthylène, d'indice de fusion (malt index) compris entre 0,1 et 100.
Dans les compositions conformes à l'invention 0,5 à 50 parties en poids du polychlorure de vinyle chloré peuvent être remplacées par du polychlorure de vinyle. Le poids moléculaire de ce polychlorure de vinyle n'est pas critique mais on préfère utiliser un polychlorure de vinyle caractérisé par un nombre K de Pikentscher mesuré sur une solution dans la cyolchexanone, compris entre 50 et 100.
Par polychlorure de vinyle chloré, on entend d'une manière très géné- rale, tous les produits de chloration du polychlorure de vinyle et en partie culier les produits dont la teneur en chlore est comprise entre 600 et 750 gr/Kgr. Les produits contenant de 650 à 700 gr de chlore par Kgr conviennent
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tout particulièrement pour la fabrication des compositions selon l'inven- tion. Tous les polyéthylènes peuvent convenir pour la réalisation des compositions faisant l'objet de la présente invention. Les polyéthylènes de densité supérieure à 0,94 utilisés de préférence sont caractérisés par un indice de fusion (melt index) compris entre 0,1 et 30 :ils assurent le maintien d'une thermorésistance particulièrement élevée aux compositions.
La gamme préférée des polyéthylènes de densité inférieure à 0,94 comprend les produits dont l'indice de fusion est compris entre'5 et 100. Ces produits ont un effet particulièrement favorable sur la fluidité à chaud des compositions.
Les mélanges homogènes à base de polychlorure de vinyle chloré et de polyéthylène et ceux qui contiennent du polychlorure de vinyle chloré, du polychlorure de vinyle et du polyéthylène peuvent être préparés par tous les moyens appropriés et connus de l'homme de l'art, par exemple, par malaxage' à chaud à une température voisine de 200 C sur un malaxeur à cylindres.
Les additifs habituels tels que stabilisants, lubrifiants et autres peuvent être incorporés à ce stade.
Les compositions conformes à l'invention se prêtent particulièrement bien à la fabrication d'objets moulés par injection, d'objets extrudés, de profilés, de conduites, de canalisations, de réoipients, de pièces de raccord pour conduites... eta et en particulier de canalisations et de récipients utilisés pour le transport ou le stockage des produits chimiques et des liquides chauds.
Exemples 1 à 9
Sur un malaxeur à cylindres chauffé à 200" C, on mélange à un poly- chlorure de vinyle chloré contenant 665 gr de C1 par Kgr les additifs repris au Tableau I ci-après.
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Les polyéthylènes utilisa présentent les caractéristiques suivantes
EMI4.1
<tb> Polyéthylène <SEP> Type <SEP> de <SEP> Indice <SEP> de <SEP> fluidité
<tb> polyéthylène <SEP> (melt <SEP> index)
<tb>
<tb>
<tb> A <SEP> HD <SEP> (1) <SEP> 0,14
<tb>
<tb> B <SEP> HD <SEP> 1,6
<tb>
<tb> C <SEP> HD <SEP> 5
<tb>
<tb> D <SEP> HD <SEP> 7,5
<tb>
<tb> E <SEP> HD <SEP> 10
<tb>
<tb> F <SEP> HD <SEP> 20 <SEP> , <SEP>
<tb>
<tb> G <SEP> BD <SEP> (2) <SEP> 20
<tb>
<tb> H <SEP> BD <SEP> ' <SEP> 70
<tb>
<tb>
<tb> (1) <SEP> HD <SEP> : <SEP> Polyéthylène <SEP> haute <SEP> densité
<tb>
<tb> (2) <SEP> BD <SEP> : <SEP> Polyéthylène <SEP> basse <SEP> densité
<tb>
Après malaxage, on enlève le crêpe obtenu et on le transforme en plaques par pressage à 190 C.
On mesure ensuite les diverses propriétés mécaniques suivantes t - résistance au choc Izod à la température ambiante (20 C) suivant la norme ASTM D 256 - température de déflection sous charge suivant la norme ASTM D 648 - pression d'écoulement à l'aide du plastomètre Maoklow-Smith type R 33 dans les conditions suivantes : diamètre de la filière : 1,59 mm longueur de la filière : 3,2 mm vitesse de descente du piston 21,7 mm/min débit : 6,7 Cm3/min.
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Tableau 1
EMI5.1
Exemples Ri 4 5 6 7 8 9
EMI5.2
<tb> Polychlorure <SEP> de <SEP> vinyle <SEP> chloré <SEP> 100
<tb> à <SEP> 665 <SEP> gr <SEP> Cl/Kgr <SEP>
<tb>
EMI5.3
Stabilisants et Lubrifiants 4,1 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.
EMI5.4
<tb>
Polyéthylène <SEP> A <SEP> 10 <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb>
EMI5.5
- - 10 - - - L - -
EMI5.6
<tb> - <SEP> 10 <SEP> - <SEP>
<tb> D <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> 10 <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> E <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> 10 <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> -
<tb> ########
<tb> 10 <SEP> -
<tb> ' <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> | <SEP> - <SEP> |
<tb>
EMI5.7
¯ ¯ ¯ ¯ ....
10 Résistance au choc Izod 2$ 2,7 , 3,7 4,4 4,3 3,3 3,3 31- 3,8 Kgr.cm/cm d'entaille ¯¯¯¯ ¯¯¯¯ ¯¯¯¯ ¯¯¯ Pression d'écoulement en Kgr/cm2 à la 172 115 l0ô 110 3 n4 103 80 température de 200 C 172 5 106 110 113 1-- 114 ' 75 Température de déflection sous charge 113 113 112 f 113 4 113 113 ' 108 bzz
EMI5.8
<tb> | <SEP> . <SEP> c <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> | <SEP> |
<tb>
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Les résultats des essais qui figurent au Tableau I ci-avant montrent clairement que les compositions à base de polychlorure de vinyle chloré et de polyéthylène présentent, par rapport au polychlorure de vinyle chloré seul (Exemple R 1), une plus faible viscosité à haute température et par là, une plus grande facilité de mise en oeuvre ainsi qu'une résistance au choc améliorée.
De plus, l'incorporation de polyéthylène n'a pratiquement aucun effet défavorable sur la thermorésistance.
Exemples 9 à 14
On prépare des mélanges semblables à ceux des exemples 1 à 9 mais contenant une certaine proportion de polychlorure de vinyle.
On a mesuré la résistance au choc Izod à la température ambiante (norme ASTM D 256), la pression d'écoulement à l'aide du plastomètre Macklow-Smith ainsi que la température de défleotion sous charge suivant la norme ASTM D 648.
Les compositions des mélanges et les résultats des essais figurent au Tableau II ci-après.
Les données du Tableau II illustrent par comparaison avec l'exemple R2 de référence, l'influence favorable du polyéthylène sur la mise en oeuvre des mélanges de polychlorure de vinyle chloré et de polychlorure de vinyle.
La résistance au choc des mélanges est améliorée tandis que l'incorporation de polyéthylène n'a pratiquement aucun effet défavorable sur la thermorésis- tance des compositions de l'invention.
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Tableau II
EMI7.1
a-0y . 'ooS'i r-< 4j g- vg m w < m v o x fl µ4 Mf-!' S g X m Y OV % # OE É W ,5 O ± Ù 8 fl 5 > 3!-.BE OOM>t à Û à É H Ln -M -')a)h 0 Î $ <UE'C<C.!-<<d o\oo''' u.o À À Î 'À C.CO'0 (-< 9r-tn!r-< S o 3 R, C/) th tû.MttjSU t-tct à 'uoxqxsoàooj à Exemples 15 à 20
On prépare des mélanges à base de polychlorure de vinyle chloré .contenant des proportions variables du polyéthylène, d'indice de fusion 1.6, ainsi que des mélanges similaires dans lesquels 30 parties de poly- chlorure de vinyle chloré ont été remplacées par une quantité équivalente de-polychlorure de vinyle.
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La composition des mélanges et les résultats des essais figurent au Tableau III ci-après.
EMI8.1
<tb>
Exemples <SEP> 15 <SEP> 16 <SEP> 17 <SEP> 18 <SEP> 19 <SEP> 20
<tb>
EMI8.2
Polychicrure de vinyle chloré 100 70
EMI8.3
<tb> ou <SEP> à <SEP> 665 <SEP> gr <SEP> C1/Kgr
<tb> Polychlorure <SEP> de <SEP> vinyle- <SEP> 30
<tb>
EMI8.4
0 Stabilizants et Lubrifiants 4<1 1 J Polyéthylène B 2,5 ----¯L::.:.J¯¯2'5 5 7,5 Résisû:
nce lzod ---- -2c bzz,2 2,1 3,3 Résistance au choc Izod 219 2,9 4,2 2 , 3,3
EMI8.5
<tb> Kgr.cm/cm <SEP> d'entaille
<tb> Pression <SEP> d'écoulement <SEP> en <SEP> Kgr/cm2 <SEP> 161 <SEP> 138 <SEP> 125 <SEP> 124 <SEP> 110 <SEP> 94
<tb> à <SEP> la <SEP> température <SEP> de <SEP> 200 <SEP> C
<tb> Température <SEP> de <SEP> déflection <SEP> 114 <SEP> 113 <SEP> 112 <SEP> 98 <SEP> 95 <SEP> 94
<tb>
EMI8.6
sous charge, G ¯¯¯¯ ¯¯¯¯ ¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯
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Les résultats montrent que l'incorporation de 2,5 parties de polyéthy- lène influence déjà favorablement la mise en oeuvre des compositions à base de polychlorure de vinyle chloré.
D'autre part on a constaté que l'addition de plus de 20 % en poids de polyéthylène n'est pas intéressante car on observe alors une chute notable de la température de déflection sous charge.
EMI9.1