La Société dite: MITSUBISHI MONSANTO CHEMICAL
COMPANY
à Tokyo
(Japon)
" Composition de résine résistant aux intempéries
et aux chocs et procédé pour sa préparation"
C.I.: Demandes de brevets japonais no 113511/1983
déposée le 23 juin 1983, no 192214/1983 déposée
le 14 octobre 1983 et no 225784/1983 déposée
le 30 novembre 1983.
La présente invention concerne une composition de résine thermoplastique ayant une excellente résistance aux intempéries et aux chocs, ainsi qu'un procédé pour sa préparation.
Les résines modifiées par un caoutchouc préparées en dispersant des particules de caoutchouc dans une matrice composée, par exemple, d'un copolymère styrène/acrylonitrile, possèdent une excellente résistance aux chocs et une bonne aptitude au moulage, et on les utilise couramment comme matériaux pour réaliser du matériel électrique, des pièces d'automobiles, etc. ou des boites. En ce qui concerne le caoutchouc, on emploie couramment un polymère de diène conjugué tel que le polybutadiène, le polyisoprène ou un copolymère styrène/butadiène (SBR). Le polymère de diène conjugué comporte une double liaison dans sa molécule et subit donc facilement une réticulation. D'autre part, il possède la caractéristique de pouvoir former facilement une liaison de greffage avec la matrice (la phase continue).
Il est donc possible d'obtenir aisément une résine modifiée par un caoutchouc ayant une excellente résistance aux chocs, c'est-à-dire ce qu'on appelle une résine ABS. D'autre part, une telle résine modifiée par un caoutchouc possède une résistance médiocre aux intempéries car elle contient le caoutchouc ayant une double liaison dans sa molécule, comme indiqué ci-dessus, et quand elle est exposée à la lumière solaire, ses propriétés physiques sont dans une:
grande mesure détériorées. On ne peut donc pas l'utiliser, par exemple, pour réaliser des boites à instruments pour usage extérieur.
Comme moyen pour résoudre un tel problème, il est déjà connu d'utiliser un caoutchouc saturé contenant peu ou pas de doubles liaisons dans sa molécule, par exemple un polymère d'un acrylate d'alkyle tel que l'acrylate de polybutyle, etc. ou un caoutchouc monooléfinique, tel qu'un terpolymère éthylène/propylène/diène non conjugué (EPDM), etc. Ces résines modifiées par des caoutchoucs saturés font preuve d'une remarquable efficacité en ce qui concerne la résistance aux intempéries, mais des difficultés demeurent cependant en ce qui concerne les propriétés mécaniques telles que la résistance aux chocs.
D'après les études faites par la Demanderesse, on peut attribuer cet inconvénient au fait que la réaction de greffage ne se produit pas de façon adéquate dans le polymère d'acrylate classique, et il était difficile de régler correctement la distribution granulométrique parce que, par exemple dans le cas de EPDM, la solubilité dans le monomère est médiocre, ou bien il était difficile d'obtenir un caoutchouc sous forme d'un latex.
Il est également connu d'améliorer la résistance aux chocs en réticulant une chaîne polymère greffée ou une phase continue (matrice) à
des particules de caoutchouc du type acrylate brevet JA examiné n[deg.] 34212/1980). Cependant, la résine obtenue par un tel procédé présente des caractéristiques médiocres de fluidité à l'état fondu et il est donc difficile de la mouler.
Le Demanderesse a effectué des recherches poussées pour obtenir
une composition de résine résistant aux intempéries et aux chocs, ne posant pas de tels problèmes et elle a abouti à la présente invention.
Dans la suite du présent mémoire, toutes les parties, tous les pourcentages et tous les rapports sont en poids sauf stipulation contraire.
Plus précisément, l'invention a pour objet une composition de
résine résistant aux intempéries et aux chocs qui comprend : un copolymère greffé (A) composé d'une phase continue comportant de 10 à 90 % de restes
d'un monomère vinylique aromatique, de 10 à 40 % de restes d'un monomère
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le, des particules d'un caoutchouc acrylate ayant une granulométrie moyenne pondérale de 0,1 à 0,45�m étant dispersées dans la phase continue, ledit caoutchouc acrylate comprenant 70 à 98 % de restes d'un acrylate d'alkyle contenant de 2 à 12 atomes de carbone, 1,92 à 27 % de restes d'un monomère vinylique copolymérisable avec l'acrylate d'alkyle et 0,08 à 3 % de restes d'un monomère vinylique multifonctionnel ; un copolymère greffé (B) composé d'une phase continue comprenant 10 à 90 % de restes d'un monomère vinylique
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dans la phase continue ; et un copolymère (C) comprenant 10 à 90 % de restes d'un monomère vinylique aromatique, 10 à 40 % de restes d'un monomère nitrile
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teneur totale en particules de caoutchouc étant de 5 à 40 %.
On peut préparer une telle composition par un procédé qui consiste
à copolymériser de 100 à 60 % d'un acrylate d'alkyle dont le radical alkyle contient 2 à 12 atomes de carbone, de 0 à 40 % d'un monomère vinylique copolymérisable avec l'acrylate d'alkyle et de 0 à 5 % d'un monomère vinylique multifonctionnel pour obtenir un latex de caoutchouc acrylate ayant une <EMI ID=4.1>
300 parties pour 100 parties de matières solides dans ledit latex de caoutchouc acrylate, d'un mélange de monomères comprenant de 10 à 90 % d'un monomère vinylique aromatique, de 10 à 40 % d'un monomère nitrile à insaturation �,� et de 0 à 80 % de méthacrylate de méthyle, en présence dudit latex de caoutchouc acrylate pour obtenir un copolymère greffé (A), aucun agent de tranfert de chaîne n'étant ajouté au stade initial de polymérisation, et
0,5 à 3 parties d'un agent de transfertde chaîne étant ajoutées quand pas
plus de 70 % et 50 à 100 parties du mélange des monomères ont été polymérisés ; et ensuite à mélanger le copolymère greffé (A) avec un copolymère greffé (B) composé d'une phase continue qui comprend de 10 à 90 % de restes d'un monomère vinylique aromatique, de 10 à 40 % de restes d'un monomère nitrile à
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nant 10 à 90 % de restes d'un monomère vinylique aromatique, de 10 à 40 %
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de méthacrylate de méthyle, pour amener la teneur totale en particules de caoutchouc à un niveau de 5 à 40 % par rapport au poids de la composition.
On va maintenant décrire l'invention en détail en référence à des modes de réalisation préférés.
De préférence, on prépare le copolymère (A) par une polymérisation en émulsion en raison de la productivité et des propriétés physiques du copolymère ainsi obtenu. On pourrait cependant utiliser la polymérisation en
suspension ou la polymérisation en émulsion-suspension.
Pour ce qui est de l'acrylate devant servir à la préparation du copolymère (A), on peut mentionner les esters d'acide acrylique avec un alcool primaire contenant 2 à 12 atomes de carbone, de préférence 4 à 8 atomes de carbone. Plus précisément, on préfère utiliser, par exemple, l'acrylate de butyle ou l'acrylate de 2-éthylhexyle. Si le nombre d'atomes de carbone est en dehors de l'intervalle ci-dessus, on n'obtient pas une élasticité caoutchoutique adéquate ce qui est indésirable. On peut utiliser ces esters seuls ou en combinaison sous forme d'un mélange de deux ou plusieurs types différents.
Les caoutchoucs acrylate composés d'acrylates dont les radicaux alkyle contiennent un nombre important d'atomes de carbone, ont tendance à réduire l'efficacité de l'addition du caoutchouc. En conséquence, on préfère les copolymériser avec un monomère vinylique copolymérisable avec l'acrylate d'alkyle, comme le styrène ou l'acrylonitrile.
Le monomère vinylique copolymérisable avec l'acrylate est, de préférence, d'un type tel que la température de transition vitreuse (Tg) de son homopolymère soit au moins égale à la température ambiante. Plus précisément, on peut mentionner l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, le styrène,
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luènes, un méthacrylate d'alkyle, un éther 2-chloroéthylvinylique, le monochloracétate de vinyle ou l'acrylate de méthoxyéthyle. Si l'on utilise un monomère vinylique ayant une Tg inférieure à la température ambiante, la résistance aux chocs tend à être insuffisante.
En ce qui concerne le monomère vinylique multifonctionnel, on peut mentionner le divinyl-benzène, le diméthacrylate d'éthylène-glycol, le maléate de diallyle, le cyanurate de triallyle, l'isocyanurate de triallyle, le phtalate de diallyle, le triacrylate de triméthylolpropane et le méthacrylate
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En utilisant un tel monomère vinylique multifonctionnel, la réticulation des molécules du polymère acrylate et la liaison de greffage avec la matrice sont facilitées, de sorte que la résistance aux chocs de la composition est améliorée. Le copolymère acrylate utilisé pour le copolymère (A) peut être préparé par polymérisation en suspension, etc. Cependant, des points de vue du réglage de la granulométrie et de l'efficacité de la polymérisation de greffage, on préfère la polymérisation en émulsion.
Dans la polymérisation en émulsion, on émulsionne une quantité prédéterminée du mélange précité de monomères dans l'eau à l'aide d'un agent d'émulsionnement et on effectue la polymérisation en utilisant un initiateur convenable.
En ce qui concerne l'agent d'émulsionnement, on peut utiliser un agent usuel du type anionique, cationique ou non-ionique. On préfère cependant l'utilisation d'un sel d'acide gras tel qu'un savon de suif de boeuf, le stéarate de sodium ou l'oléate de sodium, car on facilite ainsi l'opération de relargage.
En ce qui concerne l'initiateur de polymérisation, on peut utiliser un persulfate tel que celui de potassium ou d'ammonium ; le peroxyde d'hydrogène ; un initiateur du type redox obtenu en combinant un tel persulfate ou peroxyde d'hydrogène avec un agent réducteur tel que l'acide 1-ascorbique,
la Rongalite, le sulfite acide de sodium ou le chlorure ferreux ; ou bien le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauryle ou l'azobisisobutyronitrile.
Les autres conditions de polymérisation peuvent être les conditions habituelles.
Le caoutchouc dans le copolymère greffé (A), c'est-à-dire le polymère d'acrylate précité, présente en général une granulométrie moyenne de
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est la dimension moyenne pondérale des particules.
La dimension des particules de caoutchouc dépend de la granulométrie moyenne du latex de caoutchouc devant servir pour la polymérisation
par greffage. En conséquence, si la granulométrie moyenne du copolymère d'acrylate obtenu par la polymérisation en émulsion précitée est inférieure à la valeur désirée, on préfère régler la dimension des particules de latex en effectuant ce que l'on appelle une opération de croissance de la dimension
des particules, opération suivant laquelle on fait croître les particules de latex par une floculation partielle en ajoutant au latex, une substance
acide telle que l'acide phosphorique ou sulfurique ou l'anhydride acétique.
Si la granulométrie moyenne des particules de caoutchouc est infé-
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la stabilité du latex tend à être perturbée et la résistance aux chocs ainsi que la brillance de la surface de la composition obtenue ont tendance à
être inférieures. Après réglage de la granulométrie du latex à une valeur désirée, selon les circonstances, on ajoute un mélange de monomères comprenant 10 à 90 % d'un monomère vinylique aromatique, 10 à 40 % d'un monomère nitrile à insaturation o( , 4 et 0 à 80 % de méthacrylate de méthyle en une seule fois, par doses successives ou en continu à raison de 100 à 300 parties pour 100 parties de matières solides dans le latex de copolymère d'acrylate, et on effectue la polymérisation de greffage en émulsion.
Comme monomère vinylique aromatique, on peut utiliser le styrène, l'o�-méthylstyrène, le p-vinyltoluène, l'o-vinyltoluène et le m-vinyltoluène.
<EMI ID=11.1> employer l'acrylonitrile ou le méthacrylonitrile.
Si nécessaire, on peut ajouter un initiateur de polymérisation
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au caoutchouc, c'est-à-dire à 100 parties des solides dans le latex de copolymère d'acrylate, est en général située dans l'intervalle de 100 à 300 parties. Si la quantité de mélange de monomères est en dehors de l'intervalle cidessus, le réglage de la teneur en caoutchouc dans la composition de l'invention tend à être difficile et la résistance aux chocs tend à être détériorée. D'autre part, si la composition du mélange de monomères est en dehors de l'intervalle indiqué, la résistance chimique et la compatibilité tendent à être médiocres.
On effectue la polymérisation sans utiliser d'agent de transfert
de chaîne au stade initial de la polymérisation par greffage en émulsion.
Si l'on utilise un agent de transfert de chaîne au stade initial de la polymérisation, c'est-à-dire au cours du stade avant lequel la polymérisation
du mélange de monomères atteigne 50 parties, le taux de greffage avec le caoutchouc acrylate tend à être faible et, par conséquent, la résistance aux chocs et l'aspect extérieur sont médiocres. Le moment propice à l'addition
de l'agent de transfert de chaîne est celui où pas plus de 70 % et 50 à 100 parties du mélange de monomères parmi les 100 à 400 parties du mélange de monomères ajouté pour 100 parties de matières solides du latex de caoutchouc précité, ont été polymérisées.
Si l'on ajoute l'agent de transfert de chaîne après que plus 70 % du mélange de monomères ont été polymérisés, cette addition ne sera pas du tout efficace, et le degré de polymérisation de la résine formant matrice tend à être trop grand. En conséquence, l'aptitude au moulage de la résine obtenue sera médiocre. D'autre part, si le moment de l'addition de l'agent
de transfert de chaîne se situe après la polymérisation de plus de 100 p'arties du mélange de monomères, l'aptitude au moulage de la résine est également médiocre même si ce moment se situe avant la polymérisation de 70 % du mélange de monomères.
La quantité d'agent de transfert de chaîne est en général de 0,5
à 3 parties. Si cette quantité est en dehors de l'intervalle indiqué, il devient difficile d'obtenir une résine ayant les propriétés désirées. Pour
ce qui est du mode d'addition, on peut ajouter l'agent de transfert en une seule fois ou par doses successives pour autant que l'on respecte le moment propice indiqué précédemment pour l'addition.
Aucune limitation particulière ne s'attache au type de l'agent
de transfert de chaîne. On préfère cependant, utiliser des terpènes, tels que terpinolène, terpinène ou limonène ; des mercaptans tels que le t-dodécylmercaptan ; l'acide thioglycolique et ses esters ; ou des halogénures organiques comme le tétrachlorure de carbone.
Une fois la polymérisation par greffage en émulsion terminée, on ajoute aux fins de relargage une solution aqueuse d'un électrolyte tel que
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fragments ainsi obtenus..
Pour ce qui est des particules de caoutchouc pour le copolymère
(B), on peut utiliser un caoutchouc éthylène/propylène/diène non conjugué ou un caoutchouc diène conjugué tel que le polybutadiène ou un copolymère styrène/butadiène.
Le caoutchouc éthylène/propylène/diène non conjugué pouvant servir à la préparation du copolymère (B) est en général appelé EPDM et le rapport pondéral éthylène/propylène est de 80/20 à 30/70, de préférence, de 70/30 à
40/60, la teneur en diène non conjugué étant de 0,1 à 10 % en moles.
Pour ce qui est du diène non conjugué, on peut utiliser par exemple le dicyclopentadiène, un alkylidène norbornène ou le 1,4-hexadiène.
On dissout 100 parties de EPDM dans 20 à 150 parties d'un mélange de monomères comprenant 10 à 90 % d'un monomère vinylique aromatique, 10 à
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de méthyle, et on polymérise par greffage avec agitation, suivant une�polymérisation en masse-suspension ou une polymérisation en masse.
Dans ce cas, EPDM est difficilement soluble dans le monomère
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faible, on préfère ajouter un solvant organique non polymérisable tel que l'heptane, l'hexane ou l'octane, ou le dissoudre dans un monomère vinylique organique ou dans un mélange de monomère vinylique organique et de méthacrylate de méthyle, et ajouter le monomère nitrile à insaturation o� ,^au cours de la polymérisation.
Comme initiateur de polymérisation, on préfère employer par exemple
<EMI ID=16.1> ce qui facilite la polymérisation par greffage.
Si la proportion du mélange précité de monomères pour former la matrice est en dehors de l'intervalle indiqué, il devient difficile de régler la teneur en caoutchouc dans la composition de l'invention, et la résistance aux chocs tend à être médiocre et la résistance chimique tend
à être moins bonne.
En outre, pour la préparation du copolymère (B), on peut également utiliser un procédé selon lequel on dissout EPDM dans une quantité prédéterminée d'un monomère vinylique aromatique ou dans un mélange de celui-ci avec le méthacrylate de méthyle et ensuite on émulsionne la solution obtenue dans l'eau. On ajoute ensuite le monomère nitrile à insaturationo( ,)?et on émulsionne à nouveau, puis on soumet le latex ainsi obtenu à une polymérisation de greffage en émulsion.
Dans ce cas, lorsqu'on mélange le latex EPDM ainsi obtenu avec
le latex de copolymère acrylate obtenu dans le procédé de polymérisation servant à la production du copolymère (A) et qu'ensuite on ajoute la quantité nécessaire du mélange de monomères, opération qu'on fait suivre d'une polymérisation de greffage, il est possible d'effectuer la polymérisation et le mélange des copolymères (A) et (B) en un seul stade. La dimension
des particules de caoutchouc dans le copolymère (B) est en général de 0,5
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de caoutchouc dans les copolymères (A) et (B) pour qu'elles soient dans les intervalles ci-dessus, il est possible d'améliorer la résistance aux chocs
de la composition selon l'invention.
On peut obtenir le copolymère (C) en polymérisant un mélange qui comprend 10 à 90 % d'un monomère vinylique aromatique, 10 à 40 % d'un monomère nitrile à insaturation � ,� et 0 à 80 % de méthacrylate de méthyle,
par exemple par polymérisation en masse, en suspension ou en masse-suspension. Il n'est pas souhaitable dans ce cas d'employer un agent de réticulation
car un tel agent tend à détériorer la compatibilité.
Si la composition du mélange de monomères est en dehors de l'intervalle ci-dessus, la compatibilité avec d'autres copolymères tend à être médiocre, ce qui est indésirable.
Dans la composition de la présente invention, il est important
que la teneur en particules de caoutchouc, c'est-à-dire la teneur totale en <EMI ID=18.1>
de la composition toute entière. Si cette teneur est inférieure à 5 %, la résistance aux chocs est insuffisante et si elle dépasse 40 %, la quantité
de caoutchouc tend à être excessive et la rigidité est moins bonne.
En outre, on préfère que 30 à 97 % des particules de caoutchouc contenues dans la composition de l'invention soient constitués par les particules de caoutchouc contenues dans le copolymère (A), c'est-à-dire
les particules de copolymère acrylate. Si la proportion est en dehors de
cet intervalle, la distribution granulométrique, c'est-à-dire les proportions des grosses et des petites particules de caoutchouc, ne sont pas correctes
et la liaison de greffage risque d'être excessive ou inadéquate.
On peut mélanger les copolymères (A), (B) et (C) dans une extrudeuse classique, etc.
Pour la préparation du copolymère (B), on peut utiliser un caoutchouc de diène conjugué.
Comme caoutchouc de diène conjugué, on peut utiliser, par exemple, le polybutadiène, le cis-1,4-polyisoprène ou SBR (c'est-à-dire un copolymère styrène/butadiène). Dans ce cas, on préfère préparer le copolymère (B) par une polymérisation en masse-suspension. Plus précisément, on dissout le caoutchouc diène conjugué dans un mélange de monomères formant une phase continue et on polymérise en masse jusqu'à ce qu'une inversion des phases ait lieu, puis on soumet le tout à une polymérisation en suspension avec addition d'eau. La granulométrie moyenne pondérale des particules de caoutchouc est
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d'agitation. Si la taille des particules de caoutchouc est en dehors de l'intervalle indiqué , la résistance aux chocs de la composition finale tend à être médiocre.
La teneur en caoutchouc du copolymère (B) est, de préférence de
5 à 50 % et mieux encore, de 10 à 30 %.
On peut préparer le copolymère (C) en soumettant le mélange de monomères à une polymérisation continue en masse, en suspension ou en massesuspension. On utilise le copolymère (C), si besoin est, pour régler la teneur en particules totales de caoutchouc dans la composition de la présente invention.
La teneur totale en particules de caoutchouc dans la compcsition de l'invention est normalement de 5 à 40 %. Si cette teneur est inférieure
à 5 %, la résistance aux chocs risque de ne pas être adéquate et si on dépasse 40 %, la rigidité tend à être médiocre. On préfère que 60 à 97 %, de préférence, 75 à 90 % des particules totales de caoutchouc soient constituées par les particules précitées de caoutchouc acrylate. Si les particules de caoutchouc acrylate représentent moins de 60 %, la résistance aux intempéries est médiocre et, si elle dépasse 97 %, la résistance aux chocs tend à se détériorer.
Habituellemert, on prépare la composition de l'invention en pétrissant les copolymères (A), (B) et éventuellement (C) pour amener la teneur
en caoutchouc à un niveau prédéterminé, à l'aide d'un mélangeur Banbury ,
une extrudeuse, etc.
La composition selon l'invention présente une meilleure résistance aux intempéries et, par opposition aux résines classiques modifiées par des caoutchoucs résistant aux intempéries, la distribution granulométrique des particules de caoutchouc est une distribution à deux pics, de sorte qu'on obtient également une meilleure résistance aux chocs.
Dans le cas où on utilise un caoutchouc diène, on préfère mettre en oeuvre un caoutchouc diène conjugué pour obtenir de grosses particules de caoutchouc, de sorte que la production est facile et étant donné que les grosses particules de caoutchouc ont une plus petite surface de contact, il n'y a pas de dégradation substantielle sous l'effet des rayons U.V. et de l'oxygène et ainsi la résistance aux intempéries est bonne.
Les exemples et les exemples comparatifs servent à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée.
Préparation 1 : préparation de copolymère d'acrylate (latex de caoutchouc acrylate)
Dans un ballon en verre de 3 litres, on introduit 1520 g d'eau désionisée (qu'on appellera dans la suite simplement "eau"), 20 g de savons d'acides gras supérieurs (sels de sodium d'acides gras principalement composés d'un acide gras de 18 atomes de carbone) et 10 g d'hydrogénocarbonate de sodium et on chauffe à 75[deg.]C sous un courant d'azote. Ensuite, on ajoute
20 ml d'une solution aqueuse contenant 0,75 g de parsulfate de potassium. Après cinq minutes, on introduit 40 g d'un mélange de monomères prélevé dans un mélange total comprenant 937,5 g d'acrylate de butyle (BA), 62,5 g d'acry-lonitrile (AN) et 5 g de méthacrylate d'allyle (AMA). Après quelques minutes commence le dégagement de chaleur et l'amorçage de la polymérisation est confirmé. 15 minutes après l'introduction initiale du mélange de monomères,
on ajoute encore 20 ml d'une solution aqueuse ccntenant 0,75 g de persulfate de potassium et, en même temps, on débute l'addition continue du restant du ' mélange de monomères. L'addition est terminée après 2,5 heures. Cependant,
en un point intermédiaire, à savoir après 1,5 heure, on ajoute 20 ml d'une solution aqueuse contenant 6 g de savons d'acides gras. Après l'achèvement
de l'addition du mélange de monomères, on poursuit la polymérisation pendant une heure supplémentaire à la même température. La conversion est de 98 %
et la dimension particulaire est de 0,08//m.
On place la moitié de ce latex dans un ballon de 3 litres et on mélange avec 685 ml d'eau et 5 g d'une solution aqueuse contenant 10 % de dodécylbenzènesulfonate de sodium (DBS). On maintient le mélange à 50[deg.]C
tout en agitant doucement, et en même temps on ajoute 320 g d'une solution aqueuse à 2,5 % d'acide phosphorique en environ 1 minute, puis on laisse le mélange au repos pendant 2 minutes. On ajoute 22,4 g d'une solution aqueuse
à 25 % d'hydroxyde de potassium et 14 g d'une solution aqueuse à 25 % de DBS et on agite vigoureusement le mélange. On obtient ainsi un latex de caoutchouc
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Préparation 1-2
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de la même façon que dans la Préparation 1-1 sauf que l'on utilise un mélange de monomères comprenant 900 g de BA, 100g de styrène (St) et 5 g de AMA.
Préparation 1-3
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de la même façon que dans la Préparaticn 1-1 sauf qu'on utilise un mélange de monomères comprenant 900 g de BA, 100 g de méthacrylate de méthyle (MMA) et 5 g de AMA.
Préparation 1-4
On dissout 0,5 g de peroxyde de lauroyle et 4 g d'un agent d'émulsionnement polyoxyéthylènealkylephényléther sulfate, Hiténol N-07 fabriqué par Daiichi Kogyo Seiyaku K.K.) dans un mélange de monomères comprenant 95 g de BA, 5 g de AN et 1 g de triacrylate de triméthylolpropane (TMPT). Séparément, on place 300 g d'eau dans un ballon de 1 litre et on ajoute et émulsionne progressivement la solution du mélange de monomères avec agitation à l'aide d'un homomélangeur du type à pupitre de commande pour obtenir une émulsion uniforme. On prépare le ballon pour la polymérisation et on élève la température à 60[deg.]C sous un courant d'azote de sorte que la polymérisation débute. Deux heures plus tard, on commence l'addition d'un mélange de monomères comprenant 95 g de BA, 5 g de AN et 1 g de TMPT.
Quatre heures plus tard, l'addition est terminée mais on poursuit la polymérisation pendant 1 heure supplémentaire à la même température. La conversion est de 96 %. On obtient
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Préparation 1-5
On place dans un ballon de 2 litres, 2116 g (450 g de caoutchouc) du latex de caoutchouc obtenu dans la Préparation 1-1 et on chauffe à 80[deg.]C sous un courant d'azote. On introduit continuellement au cours de 15 minutes un mélange comprenant 45 g de BA, 5 g de AN, et 1,25 g de TMPT. Cependant, avant l'introduction, 15 ml d'une solution aqueuse contenant 0,5 g de persulfate de potassium sont ajoutés. Au cours de cette période, on maintient le pH de la réaction à environ 7,5.
Préparation 2 : Préparation des copolymères (A)
Préparation 2-1
On place dans un ballon de 3 litres équipé d'un agitateur et d'un condenseur à reflux et on chauffe à 80[deg.]C 2358 g (500 g de caoutchouc) du latex de caoutchouc acrylate provenant de la préparation 1-1. On ajoute 50 ml d'une solution aqueuse contenant 1,86 g de persulfate de potassium et, en même temps, on commence l'addition continue d'un mélange de monomères comprenant 650 g de St et 278,6 g de AN. 15 minutes plus tard, on débute également l'addition continue de 147 ml d'une solution aqueuse renfermant 5,57 g de persulfate de potassium. Après 30 minutes, 1 heure 10 minutes et 2 heures depuis le début de l'addition du mélange de monomères, on ajoute respectivement 16,3 g d'une solution aqueuse à 25 % d'hydroxyde de potassium, 35 ml d'une solution aqueuse contenant 4,29 g de savons d'acides gras supérieurs
et 35 ml de la même solution aqueuse de savons et 5,57 g de terpinolène. On achève l'addition continue du mélange et de la solution aqueuse de persulfate de potassium en 3 heures et 45 minutes et on laisse le système de réaction au repos à la même température pendant 30 minutes pour compléter la polymérisation. Après introduction du latex dans une grande quantité d'une solution aqueuse de chlorure de calcium, on recueille par filtration le polymère greffé ainsi obtenu et on le sèche.
La conversion par polymérisation est de 98,5 %.
Préparation 2-2
On polymérise par greffage le latex de caoutchouc acrylate (500 g de caoutchouc) obtenu dans la préparation 1-5 de la même façon que dans la préparation 2-1.
La conversion par polymérisation est de 96,5 %.
Préparation 3 : Préparation des copolymères (B)
Préparation 3-1
Dans un autoclave de 2 litres muni d'un agitateur du type à ancre; on introduit 552 g de St, 140 g de EPDM [consistance Mooney ML1+4 (100[deg.]C) :
45 ; indice d'iode : 25 ; éthylidène norbornène comme troisième composant]
et 100 g de n-heptane, et après balayage à l'azote, on agite à 50[deg.]C pendant
2 heures à 100 t/min et on dissout complètement les produits en présence. Ensuite, tout en agitant la solution dans les mêmes conditions, on admet
258 g de AN à un débit de 40 g / 10 minutes. Ensuite, on introduit 0,5 g
de peroxyde de di-t-butyle, 0,13 g de peracétate de t-butyle et 0,5 g de terpinolène. On effectue la polymérisation en masse à 97[deg.]C pendant 7 heures et
20 minutes.
30 minutes environ avant l'achèvement de la polymérisation en masse, on admet 1,5 g de peroxyde de di-t-butyle et 1,5 g de terpinolène dissous dans 50 g de St. A l'achèvement de la polymérisation, la granulo-
<EMI ID=24.1>
On introduit le produit à consistance siripeuse obtenu par ce procédé de polymérisation en masse dans un autoclave de 3 litres (muni d'un agitateur du type Pfaudler à trois pales) contenant une solution aqueuse de 2,5 g d'un agent de mise en suspension (copolymère acide acrylique/acrylate) dans 1100 g d'eau. Après balayage à l'azote, on soumet cette suspension aqueuse à une polymérisation en suspension à 130[deg.]C pendant 2 heures à
500 t/min. On élève ensuite la température à 150[deg.]C et on effectue la distillation pendant 1 heure. On lave la composition de résine ainsi obtenue avec de l'eau, la sèche à 100[deg.]C et on obtient 920 g de résine de copolymère greffé.
Préparation 3-2
On obtient une résine de copolymère greffé comme dans la préparation 3-1 sauf qu'on utilise 140 g de EPDM, 380 g de St, 100 g de n-heptane,
215 g de AN et 215 g de MMA et on introduit plus tard les quantités totales
<EMI ID=25.1>
Préparation 3-3
Dans un autoclave de 2 litres muni d'un agitateur du type à ancre, on introduit 520 g de St, 130g de EPDM, 9,75 g d'un agent d'émulsionnement soluble dans l'huile (polyoxyéthylène alkylphényl éther sulfate, Hitenol N-08 fabriqué par Daiichi Kogyo Seiyaku K.K.) et 32,5 ml d'eau. On agite le mélange à 55[deg.]C pendant 3 heures en atmosphère d'azote et on dissout de façon uniforme. Ensuite, on ajoute 163 ml d'eau en quelques minutes avec agitation puis on ajoute en une seule fois 585 ml d'eau pour l'inversion des phases. La granulométrie du composant caoutchouc dans l'émulsion obtenue par l'in-
<EMI ID=26.1>
Séparément, on prépare une émulsion comprenant 77,1 g de AN, 0,75 g de TMPT, 1,17 g de dodécylbenzènesulfonate de sodium et 91,4 g d'eau et on mélange avec 500,9 g de l'émulsion précitée de manière à obtenir une émulsion de S't-AN-EPDM.
On introduit 1110,6 g (255 g de caoutchouc) de latex de caoutchouc acrylate de la préparation 1-5 dans un ballon de 3 litres et on chauffe à
80[deg.]C. Ensuite, en même temps qu'on ajoute 25 ml d'une solution aqueuse contenant 1 g de persulfate de potassium, on commence l'introduction continue de 671,3 g de l'émulsion précitée St-AN-EPDM et 84 ml d'une solution aqueuse contenant 3,34 g en persulfate de potassium. On termine l'introduction de l'émulsion de 1 heure et 20 minutes. Ensuite, on commence l'admission continue de 300 g de monomères (St : 210 g, AN:90 g) de sorte que les monomères sont admis à un débit constant pendant 2 heures. Après 30 minutes,
75 minutes et 120 minutes depuis l'amorçage de la polymérisation, on ajoute 7,5 g d'une solution aqueuse à 25 % d'hydroxyde de potassium, 20 ml d'une solution aqueuse contenant 2,57 g de savons d'acides gras supérieurs et
20 ml de la même solution aqueuse de savons (2,57 g) et 3,34 g de terpinolène, respectivement.
Après l'achèvement de l'admission des monomères, on maintient la même température pendant 30 minutes pour achever le polymérisation.
La conversion est de 98 %. On introduit le latex de copolymère dans une grande quantité d'eau contenant du chlorure de calcium, puis on le lave à l'eau, le sèche et on obtient 829,5 g d'un copolymère greffé.
<EMI ID=27.1>
97 % de la même façon que dans la préparation 3-3 sauf qu'on utilise
1208,6 g (277,5 g de caoutchouc) du latex de caoutchouc acrylate provenant de la préparation 1-5, 335,6 g de l'émulsion St-AN-EPDM et 428,5 g de monomères (St : 300 g, An : 128,5 g).
Exemple 1
On pétrit ensemble 485,7 g du copolymère greffé (A) provenant de
la préparation 2-1, 214,3 g du copolymère greffé (B) provenant de la préparation 3-1 et 300,0 g d'un copolymère (C) (une résine AS composée de 70 % de
St et 30 % de AN) avec 3 g de DTBPC à titre d'anti-oxydant et 5 g de stéarate de magnésium, à titre de lubrifiant, dans un mélangeur Banbury, on granule
et on moule à l'aide d'une machine à mouler par injection 7-OZ à une température de cylindre de 220[deg.]C et une température de matrice de 40[deg.]C pour obtenir des éprouvettes.
On teste les éprouvettes pour déterminer la résistance aux chocs, la résistance à la traction et la résistance aux intempéries par les procédés suivants.
Résistance aux chocs : (Barreau entaillé ; Izod, 23[deg.]C/-20[deg.]C)
ASTM D-256-54T
Résistance à la traction : (23[deg.]C) ASTM D-638-61T
Test de résistance aux Taux résiduel d'allongement par traction intempéries : (200 h/400 h) mesuré par un Sunshine-
Weatherometer WE-SON-HC (fabriqué par Toyo Rika K.K.)
Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
Exemple 2 :
Copolymère greffé (A) obtenu dans préparation 2-1 485,7 g Copolymère greffé (B) obtenu dans la préparation 3-2 214,3 g Copolymère (C) (le même que dans l'exemple 1) 300,0 g DTBPC/Stéarate de Mg 3/5 g
On mélange cette composition et on moule comme dans l'exemple 1 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprouvettes aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
Exemple 3 :
Copolymère greffé (A) obtenu dans la préparation 2-1
en utilisant le latex de caoutchouc de la préparation 485,7 g 1-2
Copolymère greffé (B) de la préparation 3-1 214,3 g Copolymère (C) (le même que dans l'exemple 1) 300,0 g DTBPC/Stéarate de Mg 3/5 g
On mélange cette composition et on moule comme dans l'exemple 1 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprcuvettes aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
Exemple 4 :
Copolymère greffé (A) de la préparation 2-1 en utilisant
le latex de caoutchouc de la préparation 1-3 485,7 g Copolymère greffé (B) de la préparation 3-1 214,3 g Copolymère (C) (le même que dans l'exemple 1) 300,0 g DTBPC/Stéarate de Mg 3/5 g
On mélange cette composition et on moule comme dans l'exemple 1 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprouvettes aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
Exemple 5 :
Copolymère greffé (A) obtenu dans la préparation 2-1 en utilisant le latex de caoutchouc de la préparation 1-5 485,7 g Copolymère greffé (B) obtenu dans la préparation 3-1 214,3 g Copolymère (C) (le même que dans l'exemple 1) 300,0 g DTBPC/Stéarate de Mg 3/5 g On mélange cette composition et on moule comme dans l'exemple 1 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprouvettes aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
Exemple 6 :
Copolymère greffé obtenu dans la préparation 3-3 414,0 g Copolymère (C) (le même que dans l'exemple 1) 586,0 g
<EMI ID=28.1>
On mélange cette composition et on moule comme dans l'exemple 1 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprouvettes aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
Exemple comparatif 1 :
Copolymère greffé (A) obtenu dans la préparation 2-1 571,4 g Copolymère (C) (le même que dans l'exemple 1) 428,6 g DTBPC/Stéarate de Mg 3/5 g
On mélange et on moule cette composition comme dans l'exemple 1 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprouvettes aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
Exemple comparatif 2 :
Copolymère greffé (B) obtenu dans la préparation 3-1 1000 g DTBPC/Stéarate de Mg 3/5 g
On mélange et on moule cette composition comme dans l'exemple 1 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprouvettes aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
Exemple comparatif 3 :
Copolymère greffé obtenu comme dans la préparation 2-1
en utilisant un latex obtenu par polymérisation de
l'acrylate de butyle seulement comme préparation 1-1 486,7 g Copolymère (B) obtenu comme dans la préparation 3-1 214,3 g DTBPC/Stérate de Mg 3,5 g
On mélange et on meule cette composition comme dans l'exemple 1 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprouvettes aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les résultats sont donnés dans le Tableau I.
<EMI ID=29.1>
<EMI ID=30.1>
<EMI ID=31.1>
Préparation 4 : Préparation d'un copolymère greffé (A)
Dans un ballon en verre de 3 litres, on introduit 1520 g d'eau,
20 g de savons d'acides gras supérieurs (sels de sodium d'acides gras composés principalement d'un acide gras à 18 atomes de carbone) et 10 g d'hydrogénocarbonate de sodium et on chauffe à 75[deg.]C sous un courant d'azote. On ajoute ensuite 20 ml d'une solution aqueuse contenant 0,75 g de persulfate de potassium (KPS). Cinq minutes plus tard, on introduit 40 g d'un mélange de monomères à partir du mélange total comprenant 937,5 g d'acrylate de butyle (BA), 6,25 g d'acrylonitrile (AN) et 5 g de méthacrylate d'allyle (AMA).
En quelques minutes le dégagement de chaleur commence et l'amorçage de la polymérisation est confirmé. 15 minutes après l'introduction initiale du mélange de monomères, on ajoute 20 ml d'une solution aqueuse contenant 0,75 g de KPS et, en même temps, on débute l'addition continue du restant du mélange de monomères. On termine cette addition en 2,5 heures. Cependant, à un point intermédiaire, à savoir après 1,5 heure, on ajoute 20 ml d'une solution aqueuse contenant 6 g de savons d'acides gras. Une fois l'addition du mélange de monomères terminée, on poursuit la polymérisation pendant 1 heure supplémentaire à la même température. La
<EMI ID=32.1>
On place la moitié de ce latex dans un ballon de 3 litres et on
mélange avec 685 ml d'eau et 5 g d'une solution aqueuse contenant 10 % de dodécylbenzènesulfonate de sodium (BBS). On maintient le mélange à 50[deg.]C.
Tout en agitant doucement, on ajoute 320 g d'une solution aqueuse à 2,5 %
d'acide phosphorique en 1 minute environ, puis on laisse le mélange au
repos pendant 2 minutes. On ajoute ensuite 22,4 g d'une solution aqueuse à 25 % d'hydroxyde de potassium et 14 g d'une solution aqueuse à 25 % de DBS et on agite fortement le mélange. On obtient ainsi un latex de caoutchouc acrylate ayant
<EMI ID=33.1>
�t d'un condenseur à reflux et on chauffe à 80[deg.]C. On ajoute 50 ml d'une solution aqueuse contenant 1,86 g de KPS et, en même temps, on débute l'addition continue d'un mélange de monomères comprenant 650 g de St et
278,6 g de AN. 15 minutes plus tard, on commence également l'admission continue de 147 ml d'une solution aqueuse contenant 5,57 g de KPS. Après
GV
30 minutes, 70 minutes et 120 minutes à partir du début de l'addition du mélange de monomères, on ajoute respectivement 16,3 g d'une solution
aqueuse à 25 % d'hydroxyde de potassium, 35 ml d'une solution aqueuse contenant 4,29 g de savons d'acides gras supérieurs et 35 ml de la même solution aqueuse de savons (4,29 g) et 5,57 g de terpinolène. On achève l'addition continue du mélange de monomères et de la solution aqueuse de KPS en
3 heures et 45 minutes. On laisse ensuite au repos à la même température pendant 30 minutes supplémentaires pour compléter la polymérisation.
On introduit le latex dans une grande quantité d'une solution aqueuse de sulfate de magnésium, on recueille par filtration le copolymère greffé, on le lave à l'eau et le sèche. La conversion par polymérisation de greffage est d'environ 98,5 %.
Préparation 5 : Préparation du copolymère greffé (B)
Dans un autoclave de 2 litres comportant un agitateur du type à ancre, on dissout 150 g d'un caoutchouc de butadiène (Diene NF-35 fabriqué par Asahi Chemical Industry Co, Ltd) dans un mélange comprenant 250 g de AN et 600 g de St. On ajoute ensuite 0,13 g de peracétate de t-butyle, 0,5 g de peroxyde de di-t-butyle et 0,7 g d'un mélange stabilisant. On chauffe le mélange à 100[deg.]C en atmosphère d'azote et on polymérise avec agitation à
100 t/min. Pendant cette période, on ajoute environ 1g/h de terpinolène en
5 heures et finalement on ajoute 5 g de celui-ci. Quand la conversion des monomères atteint 30 %, on transfère le mélange de polymérisation à consistance sirupeuse dans un autoclave de 3 litres (équipé d'un agitateur du
type Pfaudler à 3 pales) contenant une solution aqueuse de 3 g d'un agent
de mise en suspension (copolymère acide acryliquelacrylate) dans 1200 g d'eau. Après balayage à l'azote, on soumet la suspension à une polymérisation à 130[deg.]C pendant 2 heures à 500 t/min et ensuite on effectue la distillation à 150[deg.]C pendant 1 heure: On lave la composition de résine obtenue avec de l'eau et on sèche pour obtenir environ 990 g d'un copolymère greffé. La granulométriedes particules de caoutchouc dans le copolymère est d'environ
1,2 ,/t/m.
Exemple 7 : Préparation d'une composition de résine
On pétrit 486 g du copolymère greffé (A) obtenu dans la préparation 4, 200 g du copolymère greffé (B) obtenu dans la préparation 5 et 314 g d'un copolymère (C) (résine AS composée de 74 % de St et 26 % de AN) ensemble avec 3 g de DTBPC à titre d'antioxydant, 5 g de stéarate de magnésium à
titre de lubrifiant et 3 g d'un agent d'absorption d'ultra-violets (Chinupin-P fabriqué par Ciba-Geigy Corp.) au moyen d'un mélangeur Banbury, on granule
et ensuite on moule à l'aide d'une machine de moulage par injection 7-OZ à une température de cylindre de 220[deg.]C et une température de matrice de 40[deg.]C pour former des éprouvettes.
Estimation
On teste les éprouvettes pour déterminer la résistance au choc
par chute de fléchette (FDI) et la résistance à la traction. On mesure de
la même façon la résistance aux intempéries en déterminant les propriétés physiques des échantillons exposés à l'action d'un Sunshine Weatherometer
(WE-SON-HC fabriqué par Toyo Rika K.K.) ou par exposition aux conditions extérieures (suivant un angle de 45[deg.] du côté sud). Les protocoles des tests sont comme suit.
FDI : On utilise un appareil à tester les résistances aux chocs fabriqué par ETI CO. aux USA (à 23[deg.]C).
Eprouvettes : plaques plates ayant une épaisseur.de 3 mm
Résistance à la traction et allongement :
ASTM D-638-61T (à 23[deg.]C)
Les résultats apparaissent dans les Tableaux II et III.
Dans le Tableau III, l'énergie initiale est l'énergie nécessaire jusqu'à ce qu'une force de répulsion maximale soit exercée sur la fléchette, et l'énergie totale est l'énergie nécessaire jusqu'à la traversée de l'éprouvette par la fléchette.
Exemple 8 ;
On mélange les mêmes copolymères (A) à (C) que dans l'exemple 7 dans le rapport suivant pour obtenir des éprouvettes
Copolymère greffé (A) : 400 g
Copolymère greffé (B) : 400 g
Copolymère (C) : 200 g
On soumet les éprouvettes aux mêmes tests que dans l'exemple 7.
Les résultats apparaissent dans le Tableau II.
Préparation 6 : Préparation d'un copolymère greffé contenant EPDM
Dans un autoclave de 2 litres équipé d'un agitateur du type à ancre, on introduit 552 g de St, 140 g de EPDM [consistance Mooney ML1+4
(100[deg.]C) : 45 ; indice d'iode : 25 ; le troisième composant est l'éthylidène norbornène] et 100 g de n-heptane, puis après balayage à l'azote, on agite
à 50[deg.]C pendant 2 heures à 100 t/min et on dissout entièrement les produits en présence. Tout en agitant la solution dans les mêmes conditions, on introduit ensuite 258 g de AN à un débit de 40 g/10 min. On introduit ensuite
0,5 g de peroxyde de di-t-butyle, 0,13 g de peracétate de t-butyle et 0,5 g de terpinolène et on effectue la polymérisation en masse à 97[deg.]C pendant
7 heures et 20 minutes. A peu près 30 minutes avant l'achèvement de la polymérisation en masse, on introduit 1,5 g de peroxyde de di-t-butyle et 1,5 g
<EMI ID=34.1>
On admet le produit de consistance sirupeuse obtenu par le procédé de polymérisation en masse dans un autoclave de 3 litres (équipé d'un agitateur Pfaudler à 3 pales) contenant une solution aqueuse de 2,5 g d'un agent de mise en suspension (le même que dans l'exemple 1) dans 1100 g d'eau. Après balayage à l'azote, on soumet le système de suspension aqueuse à une polymérisation en suspension à 130[deg.]C pendant 2 heures à 500 t/min. On élève ensuite la température à 150[deg.]C et on distille pendant une heure. On lave la composition de résine ainsi obtenue avec de l'eau, puis on la sèche à 100[deg.]C et on obtient ainsi 920 g d'une résine de copolymère greffé.
Préparation d'une composition de résine et estimation
Le même copolymère greffé (A) que dans l'exemple 7 486 g Copolymère greffé à base de EPDM ci-dessus 214 g
Le même copolymère (C) que dans l'exemple 7 300 g
On mélange et on moule cette composition comme dans l'exemple 7 pour obtenir des éprouvettes. On soumet ces éprouvettes aux mêmes tests que dans l'exemple 7. Les résultats sont indiqués dans les Tableaux II et III. Exemple comparatif 4 : préparation d'un copolymère greffé contenant SBR.
Dans un ballon de 3 litres muni d'un agitateur et d'un condenseur à reflux, on introduit 2400 g (500 g de caoutchouc) de latex SBR(butadiène/
<EMI ID=35.1>
Ensuite on ajoute 50 ml d'une solution aqueuse contenant 1,86 g de KPS et en même temps on commence l'addition en continu d'un mélange de monomères comprenant 525 g de St et 225 g de AN. 15 minutes plus tard, on commence l'addition continue de 140 ml d'une solution aqueuse renfermant 5,57 g de KPS. 30 minutes après le début de l'addition du mélange de monomères, on ajoute 15 g d'une solution aqueuse à 25 % d'hydroxyde de potassium et 3,75 g de terpinolène, et après 60 minutes et 100 minutes depuis le début de l'addition du mélange de monomères, on ajoute 30 ml d'une solution aqueuse contenant 3,75 g de savons d'acides gras supérieurs.
On achève l'introduction continue du mélange de monomères en
3 heures et on achève l'admission continue de la solution aqueuse de KPS en 3 heures et 15 minutes. On maintient le système à la même température pen-
<EMI ID=36.1>
afin d'augmenter la conversion de polymérisation.
On soumet le latex de copolymère greffé ainsi obtenu au même traitement que le copolymère greffé à base de caoutchouc acrylate de l'exemple 7, puis on le sèche et le soumet aux essais.
Préparation d'une composition de résine et estimation
Copolymère greffé à base de SBR ci-dessus 425 g
Même copolymère greffé (B) que dans l'exemple 7 200 g
Même copolymère (C) que dans l'exemple 7 275 g
On mélange cette composition et on moule comme dans l'exemple 7 pour obtenir des éprouvettes. On soumet les éprouvettes aux mêmes tests
que dans l'exemple 7. Les résultats apparaissent dans les TableauxII et III.
Tableau II
Test d'exposition à l'aide d'un Sunshine Weatherometer
[Allongement à la traction % / Résistance à la traction Pa]
<EMI ID=37.1>
Tableau III
Essai de résistance aux intempéries extérieures
(Valeur initiale/valeur après 1 mois)
<EMI ID=38.1>
Exemple 9 : Préparation d'un latex de caoutchouc acrylate
Dans un ballon en verre de 3 litres, on introduit 1520 g d'eau,
20 g de savons d'acides gras supérieurs (sels de sodium d'acides gras composés principalement d'un acide gras de 18 atomes de carbone) et 10 g d'hydrogénocarbonate de sodium et on chauffe à 75[deg.]C sous un courant d'azote. On ajoute ensuite 20 ml d'une solution aqueuse contenant 0,75 g de persulfate de potassium. 5 minutes plus tard, on introduit 40 g d'un mélange de monomères prélevé sur un mélange comprenant 937,5 g d'acrylate de butyle (BA),
62,5 g de AN et 5 g de AMA. En quelques minutes, le dégagement de chaleur commence et l'amorçage de la polymérisation est confirmée. 15 minutes après l'introduction initiale du mélange de monomères, on ajoute 20 ml d'une solution aqueuse contenant 0,75 g de persulfate de potassium et en même temps, on commence l'addition continue du restant du mélange de monomères. L'addition est terminée en 2,5 heures environ .
Toutefois, à un point intermédiaire, à savoir après 1,5 heure, on ajoute 20 ml d'une solution aqueuse contenant 6 g de savons d'acides gras. Une fois l'addition du mélange de monomères terminée, on poursuit la polymérisation pendant une heure supplémentaire à la même température. La conversion est de 98 % et
<EMI ID=39.1>
On place la moitié de ce latex dans un ballon de 3 litres et on mélange avec 685 ml d'eau et 5 g d'une solution aqueuse contenant 10 %
de dodécylbenzènesulfonate de sodium (DBS). On maintient le mélange à 50[deg.]C. Tout en agitant doucement, on ajoute 320 g d'une solution aqueuse à 2,5 % d'acide phosphorique en une heure environ. On laisse le mélange au repos pendant un moment et ensuite on ajoute 22,4 g d'une solution aqueuse à 25 % d'hydroxyde de potassium et 14 g d'une solution aqueuse à 25 % de DBS et on agite vigoureusement de sorte qu'on obtient un latex de caoutchouc acrylate
<EMI ID=40.1>
Polymérisation par greffage
On place dans un ballon de 3 litres équipé d'un agitateur et d'un condenseur à reflux 2358 g (500 g de solides) du latex de caoutchouc cidessus et on chauffe à 80[deg.]C. On ajoute ensuite 25 ml d'une solution aqueuse contenant 1,0 g de persulfate de potassium et en même temps, on commence l'addition continue d'un mélange de monomères comprenant 350 g de St et
150 g de AN (après cela on introduit continuellement le mélange de monomères pendant une période de 2,5 heures). 15 minutes plus tard, on commence également une addition continue de 75 ml d'une solution aqueuse contenant 3,0 g de persulfate de potassium. Après 90 minutes depuis le début de l'addition du mélange de monomères (à ce stade 250 g des monomères sont déjà polymérisés), on ajoute 5,0 g de terpinolène. On poursuit la polymérisation et on achève l'addition du total des monomères et du total de l'initiateur en
2,5 heures. On poursuit la polymérisation à la même température pendant
30 minutes supplémentaires pour achever la polymérisation. Pendant cette dernière, on ajoute 13 g d'une solution aqueuse à 25 % d'hydroxyde de potas-sium, 30 ml d'une solution aqueuse contenant 3,5 g de savons d'acides gras et 30 ml de la même solution aqueuse de savons (3,5 g) respectivement après
30 minutes, 60 minutes et 120 minutes. On obtient un latex greffé avec une conversion de 98 %.
On introduit ce latex dans une grande quantité d'eau contenant du sulfate de magnésium, on le lave à l'eau, on le sèche et on obtient 985 g de copolymère greffé.
Estimation des propriétés physiques
On mélange le copolymère greffé ainsi obtenu avec un copolymère
<EMI ID=41.1>
paré comme décrit ci-après pour obtenir une composition dans laquelle le rapport du caoutchouc acrylate à EPDM est 85/15. On mélange en outre cette composition avec une résine AS pour obtenir une composition contenant 20 % de caoutchouc. On prépare des éprouvettes avec la composition obtenue par moulage par injection, et on les soumet à des tests pour déterminer diverses propriétés physiques. Les résultats sont donnés dans le Tableau IV.
Préparation d'un copolymère greffé contenant EPDM
Dans un autoclave de 2 litres équipé d'un agitateur du type à ancre, on introduit 552 g de St, 140 g de EPDM (Consistance Mooney ML1+4 [100[deg.]C] : 45 ; indice d'iode : 25 ; le troisième composant est l'éthylidène norbornène) et 100 g de n-heptane et après balayage à l'azote, on agite à
50[deg.]C pendant 2 heures à 100 t/min et on dissout entièrement les produits en présence. Ensuite, tout en agitant la solution dans les mêmes conditions,
on introduit 258 g de AN à un débit de 40 g/10 min. On admet ensuite 0,5 g de peroxyde de di-t-butyle, 0,13 g de peracétate de t-butyle et 0,5 g de terpinolène et on effectue la polymérisation en masse à 97[deg.]C pendant 7 heures et 20 minutes. Environ 30 minutes avant l'achèvement de la polymérisation
en masse, on introduit 1,5 g de peroxyde de di-t-butyle et 1,5 g de terpinolène dissous dans 50 g de St. La granulométrie du EPDM à l'achèvement de la
<EMI ID=42.1>
On admet le produit (à consistance sirupeuse) obtenu par la polymérisation en masse ci-dessus dans un autoclave de 3 litres (équipé d'un agitateur du type Pfaudler à 3 pales) contenant une solution aqueuse de 2,5g d'un agent de mise en suspension (copolymère acide acrylique/acrylate) dans 1100 g d'eau. Après balayage à l'azote, on soumet la suspension aqueuse à une polymérisation en suspension à 130[deg.]C pendant 2 heures à 500 t/min. On élève ensuite la température à 150[deg.]C et on effectue la distillation pendant
1 heure. On lave à l'eau la composition de résine ainsi obtenue, on la sèche à 100[deg.]C et on obtient 920 g d'une résine de copolymère greffé.
Exemple 10 :
A 2358 g (500 g de solides) du même latex de caoutchouc acrylate que dans l'exemple 9, on ajoute 40 ml d'une solution aqueuse contenant 1,5 g de persulfate de potassium, à 80[deg.]C et en même temps, on débute l'addition continue d'un mélange comprenant 525g de St et 225 g de AN (après cela on introduit continuellement le mélange en 3 heures). 15 minutes plus tard, on débute l'addition continue de 120 ml d'une solution aqueuse contenant 4,5 g de persulfate de potassium. 110 minutes après le début de l'addition du mélange de monomères (à ce moment 380 g des monomères sont déjà polymérisés), on ajoute 7,5 g de terpinolène et on poursuit la polymérisation. On achève l'addition du total du mélange de monomères en 3 heures et on achève l'addition du total de l'initiateur en 3 heures 10 minutes. On laisse le réacteur
à la même température pendant 20 minutes supplémentaires pour achever la polymérisation.
Pendant la polymérisation, on ajoute 14 g d'une solution aqueuse
à 25 % d'hydroxyde de potassium, 30 ml d'une solution aqueuse contenant 3,5 g de savons d'acides gras supérieurs et 35 ml de la même solution aqueuse de savons (4 g) respectivement après 30 minutes, 70 minutes et 120 minutes. On obtient un latex greffé avec une conversion de 97 %. On le soumet au relargage avec du sulfate de magnésium et on obtient 1220 g de copolymère greffé séché. On mesure les propriétés physiques comme dans l'exemple 9 et les résultats obtenus apparaissent dans le Tableau IV.
Exemple 11;
A 2358 g (500 g de matières solides) du même latex de caoutchouc acrylate que dans l'exemple 9, on ajoute 50 ml d'une solution aqueuse contenant 2 g de persulfate de potassium, à 80[deg.]C, et en même temps, on débute l'addition continue d'un mélange comprenant 700 g de St et 300 g de AN (ce mélange est ensuite continuellement additionné en 3,5 heures). 15 minutes plus tard, on débute également l'addition continue de 150 ml d'une solution aqueuse contenant 6 g de persulfate de potassium. 105 minutes après le
début de l'addition du mélange de monomères (à ce stade, 450 g des monomères sont déjà polymérisés), on ajoute 10 g de terpinolène et on poursuit la polymérisation. L'addition des quantités totales du mélange de monomères et de l'initiateur est terminée en 3,5 heures. On poursuit la polymérisation pendant 30 minutes supplémentaires. Pendant la polymérisation, on ajoute 16 g d'une solution aqueuse à 25 % d'hydroxyde de potassium, 40 ml d'une solution aqueuse contenant 4,5 g de savons d'acides gras et 45 ml de la même solution aqueuse de savons (5 g) respectivement après 30 minutes, 80 minutes et
140 minutes. A la suite du traitement par le sulfate de magnésium, on obtient
1450 g de copolymère greffé séché. On détermine les propriétés physiques comme dans l'exemple 9. Les résultats sont consignés dans le Tableau IV.
Exemple 12 :
On obtient 1222 g d'un copolymère greffé de la même façon que
dans l'exemple 10 sauf qu'on utilise 3,75 g d'acide thioglycolique en qualité d'agent de transfert de chaîne. On détermine les propriétés physiques comme dans l'exemple 9 et les résultats sont indiqués dans le Tableau IV.
Exemple comparatif 5 :
On obtient 1210 g d'un copolymère greffé de la même façon que dans l'exemple 10 sauf qu'on ajoute le terpinolène au début de l'addition continue du mélange de monomères.
Exemple comparatif 6 :
On obtient 1215 g d'un copolymère greffé de la même façon que dans l'exemple 10 sauf qu'on ajoute le terpinolène 1 heure après le début de la polymérisation (à ce moment, 180 g des monomères sont déjà polymérisés).
Exemple comparatif 7 :
On obtient 1455 g d'un copolymère greffé de la même façon que dans l'exemple 11 sauf qu'on ajoute le terpinolène 2,75 heures après l'amorçage
de la polymérisation (à ce moment, 660 g des monomères sont déjà polymérisés).
On mesure les propriétés physiques des copolymères obtenus dans
les exemples comparatifs de la même façon que dans l'exemple 9. Les résultats figurent dans le Tableau IV.
Tableau IV
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REVENDICATIONS
1. Composition de résine résistant aux intempéries et aux chocs, caractérisée en ce qu'elle comprend : un copolymère greffé (A) composé d'une phase continue comportant, en poids, de 10 à 90 % de restes d'un monomère vinylique aromatique, de 10 à 40 % de restes d'un monomère nitrile à insatura-
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late comprenant, en poids, 70 à 98 % de restes d'un acrylate d'alkyle contenant de 2 à 12 atomes de carbone, de 1,92 à 27 % de restes d'un monomère vinylique copolymérisable avec l'acrylate d'alkyle et de 0,08 à 3 % de restes d'un monomère vinylique multifonctionnel ; un copolymère greffé (B) composé d'une phase continue comprenant, en poids, 10 à 90 % de restes d'un monomère vinylique aromatique, de 10 à 40 % de restes d'un monomère nitrile à insatura-
<EMI ID=45.1>
étant dispersées dans la phase continue ; et un copolymère (C) comprenant, en poids, 10 à 90 % de restes d'un monomère vinylique aromatique, 10 à 40 %
<EMI ID=46.1>
de méthacrylate de méthyle ; la teneur totale en particules de caoutchouc étant de 5 à 40 % en poids.