CH508829A - Dispositif comportant une enceinte contenant des gaz - Google Patents

Description

  
 



  Dispositif comportant une enceinte contenant des gaz
 La présente invention a pour objet un dispositif comportant une enceinte contenant des gaz subissant des décompressions rapides et importantes au moment de démontages et un joint assurant l'étanchéité de ladite enceinte.



   La réalisation des joints destinés à travailler normalement sous une pression gazeuse élevée et devant résister à des variations de pression, telles que des cyclages, sans déchirures et sans gonflement excessif ou résiduel après décompression pose de nombreux problèmes.



   Les matériaux couramment utilisés (copolymères butandiène acrylonitril ou éthylène-propylène, butyl) ont une vitesse de désorption trop lente, surtout le butyl. D'autres matériaux, dont la vitesse de désorption serait satisfaisante, ont des propriétés mécaniques qui les rendent inacceptables.



   Ce procédé se rencontre en particulier pour la réalisation des joints d'étanchéité destinés à être utilisés dans les réacteurs nucléaires refroidis par un gaz pour isoler l'intérieur d'une enceinte de résistance à la pression, occupée par exemple par du gaz carbonique sous une pression de 60 bars, et l'extérieur; les élastomères commerciaux actuels, et en particulier les copolymères butadiène acrylonitrile présentent lors de leur décompression un gonflement important, pouvant aller jusqu'à 1000/o, et un temps de retour à leur côte initiale de plusieurs heures, incompatible avec les impératifs de fonctionnement du réacteur.

  Quant aux joints constitués de mélanges à base d'élastomère silicone, ils reviennent assez rapidement aux côtes initiales mais ils sont inutilisables car leurs propriétés mécaniques sont insuffisantes et se traduisent par des décollements et des déchirures au sein du matériau constituant le joint.



   La presente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.



   Le dispositif suivant l'invention est caractérisé par le fait que le matériau constitutif dudit joint comporte au   ravins    un élastomère de silicone et un élastomère hydrocarboné, lesdits élastomères étant greffés et réticulés.



   L'élastomère hydrocarboné peut être choisi dans le groupe constitué par un copolymère éthylène-propylène, un butadiène acrylonitrile, le polybutadiène, le   polyisoprène    et un terpolymère à base d'éthylène et de propylène.



   L'élastomère silicone peut être un polysiloxane, les élastomères silicone et hydrocarboné sont greffés chimiquement en présence d'un accélérateur permettant également la réticulation conjuguée desdits élastomères. Cela peut être un peroxyde, par exemple le peroxyde de dicumyle.



   Toutefois, on pourrait également envisager un greffage par irradiation.



   Un procédé de fabrication du joint entrant dans la constitution du présent dispositif est le suivant:
 On réalise d'abord un mélange intime des élastomères silicone et hydrocarboné, après quoi on ajoute au mélange un accélérateur destiné à provoquer le greffage chimique desdits élastomères et diverses charges. Le choix entre les différents élastomères hydrocarbonés susceptibles d'être utilisés est fait en fonction des conditions d'emploi du joint; en particulier si l'atmosphère dans laquelle le joint devra travailler contient des vapeurs d'huile, il sera préférable d'utiliser un copolymère butadiène acrylonitrile.

  Le mélange des élastomères peut être effectué par brassage dans un mélangeur; I'élastomère hydrocarboné se présente généralement sous forme d'une masse gélatineuse à laquelle est ajouté l'élastomère silicone
 A ce mélange doit être ajouté un accélérateur de prise, dont le rôle est essentiel pour provoquer le greffage et la réticulation conjuguée des élastomères hydrocarboné et silicone. Parmi les accélérateurs susceptibles de remplir ces rôles on peut faire appel à des peroxydes appropriés, comme par exemple le peroxyde de   dicumyle,    additionnés éventuellement de carbanate de calcium comme diluant.  



   Le peroxyde de dicumyle, ajouté sous forme de poudre, est également mélangé intimement avec les constituants principaux.



   Diverses charges peuvent encore être ajoutées au mélange. Elles peuvent notamment comprendre; du noir de carbone, destiné essentiellement à améliorer la dureté du mélange terminal; du sulfure en faible proportion, ou des accélérateurs donneurs de soufre, ainsi que de l'oxyde de zinc et des anti-oxygènes appropriés choisis parmi ceux qui n'interviennent pas ou qui n'in   teniennent    que sur les peroxydes.

  A titre d'exemple on peut citer la composition suivante:
 Parties
 Composition pondérales
 Terpolymère à base
 d'éthylène et de propylène 100
 Noir de carbone 40
 Soufre 1,5
 Oxyde de zinc 5
 Dibutyldithiocarbonate de nickel 0,25
 Mercaptobensimidazolate de zinc 0,25
 Disulfure de pentaméthylènethilurame 1,5
 Polysiloxane 100
 Peroxyde de dicumyle 1,2
 Disulfure de benzothiazyle 0,5
 Bien entendu les proportions relatives d'élastomère silicone et hydrocarboné qui, dans la composition précitée, sont dans le rapport 100/100, peuvent être utilisées dans d'autres proportions et tendre vers une prédominance d'élastomère silicone ou vers une prédominance d'élastomère hydrocarboné, selon les résultats recherchés.



   Une fois le mélange intime de tous les constituants réalisé, le matériau doit être de préférence utilisé dans un délai de quelques jours, pour éviter un début de vulcanisation en place qui se produit même en l'absence de chauffage. Le matériau est mis en forme et placé dans un moule puis chauffé pour provoquer une pré-vulcanisation: cette opération est effectuée généralement pour les élastomères hydrocarbonés cités cidessus à une température comprise entre 150 et   160"C    (c'est-à-dire à une température qui est celle généralement utilisée pour la pré-vulcanisation des élastomères silicone) pendant une durée qui dépend évidemment de la dimension du joint. La pré-vulcanisation est arrêtée dès que la température de 150 à 1600 C est atteinte à coeur.



   Les joints sont alors démoulés et subissent ensuite un traitement final de polymérisation. Celui-ci peut constituer:
   (    - soit en une vulcanisation en étuve, à une température du même ordre que la pré-vulcanisation pendant une durée qui peut être de l'ordre de 36 heures,
 (B) - soit en une irradiation aux rayons gamma à une dose comprise entre 15 et 30 mégarads,
   ((,)    - soit - et cette solution apparaît comme la meilleure - en une vulcanisation en étuve suivie d'une irradiation dans les conditions définies ci-dessus.



   Par application du procédé ci-dessus et en utilisant le mélange dont la composition a été donnée ci-dessus on a réalisé des joints présentant les caractères mécaniques suivants:   Propriétés    mécaniques Traitement final A Traitement final B Traitement final C
Dureté Shore 62 65 69
Résistance à la rupture 62 kg/cm2 97 kg/cm2 109 kg/cm2
Allongement à la rupture   400 oxo    380    /o    300   O/o   
Test AFNOR de compression 13,2 13,2 9
 Les joints ainsi réalisés présentent un faible gonflement lors d'une décompression brutale de 60 bars à la pression atmosphérique et reprennent leur dimension initiale avec un gonflement résiduel très réduit   (O,20/o    après 15 minutes).

 

   On peut probablement attribuer les propriétés favorables des matériaux obtenus à l'association des bonnes propriétés de désorption de l'élastomère silicone avec les propriétés mécaniques des élastomères hydrocarbonés envisagés, dont les coefficients de diffusion sont par contre relativement faibles. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Dispositif comportant une enceinte contenant des gaz subissant des décompressions rapides et importantes au moment de démontage et un joint assurant l'étanchéité de ladite enceinte, caractérisé par le fait que le matériau constitutif dudit joint comprend au moins un élastomère de silicone et un élastomère hydrocarboné, lesdits élastomères étant greffés et réticulés.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif suivant la revendication, caractérisé par le fait que l'élastomère hydrocarboné est choisi dans le groupe constitué par un copolymère éthylènepropylène, un butadiène acrylonitrile, le polybutadiène, le polyisoprène et un terpolymère à base d'éthylène et de propylène.

   2. Dispositif suivant la revendication, caractérisé par le fait que l'élastomère silicone est un polysiloxane.

   3. Dispositif suivant la revendication, caractérisé par le fait que les proportions pondérales d'élastomère silicone et d'élastomère hydrocarboné sont sensible ment égales.