COMPOSITION À BASE DE POLYAMIDE POUR DES TUYAUX DE LIQUIDE DE
REFROIDISSEMENT
La présente invention concerne l'utilisation d'une composition comprenant au moins un copolyamide semi-cristallin comprenant au moins un motif minoritaire issu en particulier de la polycondensation d'au moins une diamine avec un dimère d'acide gras, comme couche d'étanchéité dans un tuyau, en particulier flexible, contenant un liquide de refroidissement.
L'invention concerne aussi les structures ou tuyaux obtenus à partir desdites compositions.
Dans le domaine automobile, et notamment dans le secteur du « cooling », c'est-à- dire dans le secteur du refroidissement, il est recherché des matériaux, qui tiennent à une température élevée, c'est-à-dire à une température supérieure à 130°C. En effet, les constructeurs automobiles construisent des moteurs de plus en plus confinés, dans et autour desquels la température de l'air ambiant est de plus en plus élevée.
La température de l'air environnant le moteur est en hausse pour des raisons de rendement et de bruit. C'est notamment le cas des moteurs diesel à injection directe à rampe commune. Dans le cas de tubes thermoplastiques à base de polyamide véhiculant le liquide de refroidissement, la face externe est au contact de l'air chaud et la face interne au contact des liquides agressifs. La température externe plus élevée tendra à augmenter la température du liquide, rendant ce dernier encore plus agressif vis à vis du matériau thermoplastique du tube. La résistance au vieillissement face aux liquides, tels que le liquide de refroidissement doit donc être améliorée. Ces liquides, sous l'effet de températures plus élevées, sont particulièrement sensibles à l'oxydation et à la dégradation. Il en résulte typiquement la formation de peroxydes, qui se décomposent en radicaux libres, qui eux-mêmes agressent la matière polymère de la pièce automobile en contact avec ledit liquide. Ces préoccupations visent notamment, de manière non limitative, les structures se présentant sous la forme de tubes utilisés pour la circulation des liquides agressifs, tels les liquides de refroidissement, les liquides de frein, les pièces situées à proximité du moteur ou encore les structures telles que des réservoirs.
Pour améliorer la résistance au vieillissement thermique de telles structures, ces dernières sont généralement réalisées à partir de compositions comprenant un polymère,
classiquement un polyamide, différents additifs comme un plastifiant, du modifiant choc et un stabilisant.
Ainsi, il serait intéressant de trouver un matériau résistant possédant une excellente tenue au vieillissement au contact de fluides agressifs. Le document US 2008/0038499 décrit une composition comprenant un copolyamide semi-aromatique particulier et une polyoléfine pour la fabrication de tubes d'eau destinés aux automobiles.
Le brevet FR 1 395 076 décrit des compositions à base d'acides gras dimérisés présentant une faible absorption d'eau. Les compositions exemplifiées contiennent une fraction molaire très importante en acide gras dimérisés. Ni la résistance à l'hydrolyse, ni l'application « cooling », ne sont mentionnées.
Les demandes internationales WO 2006/047775 et WO 2007/044573 décrivent toutes deux des compositions copolyamides résistantes à l'hydrolyse contenant des co- monomères minoritaires contenant un cycle aromatique ou alicyclique. Cependant, ces compositions ne permettent pas d'améliorer significativement la tenue à l'hydrolyse du PAU.
La demande internationale WO2008104719 décrit des compositions A/(diamine en Cz). (diacide en Cw) dans laquelle Cw peut être un dimère d'acide gras. Ces produits sont utilisés en tant qu'adhésifs et ni la résistance à l'hydrolyse, ni l'application « cooling », ne sont mentionnées. Le brevet FR3010408 décrit des copolyamides à base de dimères d'acides gras. Ce brevet revendique une utilisation pour des articles de sport mais l'application « cooling » n'est pas mentionnée.
Les compositions utilisées aujourd'hui conduisent à des durées de vie de 400h environ. De ce fait, ces pièces nécessitent d'être changées régulièrement. Il existe également des tubes multicouches formés d'une couche barrière aux fluides en interne, généralement à base de polymères fluorés, et une couche résistante thermiquement en extérieur. Ces structures présentent une durée de vie beaucoup plus longues, mais l'utilisation de matériau fluoré est extrêmement coûteuse et ce sont des matériaux difficiles à transformer.
Ainsi, il existe un réel besoin de trouver de nouvelles compositions permettant de réaliser des pièces présentant simultanément à l'extérieur une résistance améliorée à haute
température, telle que par exemple entre 130 à 175°C et à l'intérieur une résistance améliorée aux liquides agressifs, notamment à haute températures, telles que 80 à 130°C, tout en conservant un coût de production raisonnable.
Un premier objet de l'invention est donc l'utilisation d'une composition comprenant au moins un copolyamide semi-cristallin comprenant au moins un motif minoritaire issu en particulier de la polycondensation d'au moins une diamine avec un dimère d'acide gras, comme couche d'étanchéité dans un tuyau, en particulier flexible, contenant un liquide de refroidissement.
Un second objet concerne les structures ou tuyaux obtenus à partir desdites compositions.
UTILISATION
La présente invention concerne l'utilisation d'une composition comprenant au moins un polyamide, dont l'un au moins dudit polyamide est un copolyamide semi-cristallin comprenant au moins un motif minoritaire issu de la polycondensation : - d'au moins une diamine avec au moins un acide gras polymérisé, en particulier un dimère d'acide gras, ou
d'au moins un dimère diamine avec au moins un acide dicarboxylique, ou d'au moins un dimère aminoacide,
en particulier issu de la polycondensation :
- d'au moins une diamine avec au moins un acide gras polymérisé, en particulier un dimère d'acide gras, ou
d'au moins un dimère diamine avec au moins un acide dicarboxylique, ou leur mélanges, comme couche d'étanchéité dans un tuyau, en particulier flexible, contenant un liquide de refroidissement.
Les Inventeurs ont trouvé de façon tout à fait inattendue que l'utilisation d'un copolyamide semi-cristallin comprenant au moins un motif minoritaire à base d'un acide gras polymérisé ou d'un dimère diamine ou d'un dimère aminoacide permettait d'obtenir des compositions qui présentent de bonnes propriétés d'extrusion, une meilleure tenue
thermique ainsi qu'une température de service des tuyaux améliorée et donc une meilleure résistance à l'hydrolyse.
Dans toute la description, sauf indication contraire, tous les pourcentages indiqués sont des pourcentages en poids. L'expression "composition comprenant au moins un polyamide, dont l'un au moins est un copolyamide semi-cristallin comprenant au moins un motif minoritaire ... » signifie que la composition peut comprendre :
- un seul polyamide, et dans ce cas, ledit polyamide ne peut être que le copolyamide semi-cristallin comprenant au moins un motif minoritaire, -deux polyamides, et dans ce cas, l'un des polyamides est le copolyamide semi- cristallin comprenant au moins un motif minoritaire et l'autre peut être n'importe quel autre polyamide, à savoir un polyamide semi-cristallin ou amorphe, homopolyamide ou copolyamide, ou bien les deux polyamides sont des copolyamides semi-cristallin différents l'un de l'autre et comprenant au moins un motif minoritaire, - trois polyamides, et dans ce cas, l'un des polyamides est le copolyamide semi- cristallin comprenant au moins un motif minoritaire et les deux autres peuvent être n'importe quel autre polyamide, à savoir un polyamide semi-cristallin ou amorphe, homopolyamide ou copolyamide, ou bien, deux des polyamides correspondent chacun à un copolyamide semi- cristallin différent l'un de l'autre et comprenant chacun au moins un motif minoritaire, et le troisième polyamide correspond à n'importe quel autre polyamide, à savoir un polyamide semi-cristallin ou amorphe, homopolyamide ou copolyamide,
- plus de trois polyamides, et dans ce cas, le ou les polyamides additionnels, par rapport à la précédente possibilité à trois polyamides, est (sont) choisi(s) parmi un copolyamide semi-cristallin, différent du ou des autres copolyamide(s) semi-cristallin(s) et comprenant au moins un motif minoritaire, et un autre polyamide, à savoir un polyamide semi-cristallin ou amorphe, homopolyamide ou copolyamide différent du ou des autres.
Copolyamide semi-cristallin
L'expression "copolyamide semi-cristallin" couvre les copolyamides qui présentent à la fois une température de transition vitreuse Tg et une température de fusion Tf.
La Tg et la Tf peuvent être déterminées respectivement selon la norme ISO 11357-2 :2013 et 11357-3 :2013.
La nomenclature utilisée pour définir les polyamides est décrite dans la norme ISO 1874-1:1992 "Plastiques - Matériaux polyamides (PA) pour moulage et extrusion - Partie 1: Désignation", notamment en page 3 (tableaux 1 et 2) et est bien connue de l'homme du métier.
Un copolyamide semi-cristallin, au sens de l'invention, désigne un copolyamide qui présente une température de fusion (Tf) en DSC selon la norme ISO 11357-3 de 2013, et une enthalpie de cristallisation lors de l'étape de refroidissement à une vitesse de 20K/min en DSC mesurée selon la norme ISO 11357-3 de 2013 supérieure à 30 J/g, de préférence supérieure à 40 J/g.
Le copolyamide semi-cristallin comprend un motif minoritaire qui peut être issu de la polycondensation d'au moins une diamine avec au moins un acide gras polymérisé, en particulier un dimère d'acide gras. Par conséquent ledit copolyamide est de structure A/X-acide gras polymérisé dans laquelle A est un motif qui résulte de la condensation : d'un lactame en C6 à C12,
d'un acide alpha, omega-aminocarboxylique aliphatique en C6 à C12, d'une diamine en Ca et d'un diacide en Cb.
Avantageusement, ledit lactame est en C6 à Cil et le dit acide alpha, omega- aminocarboxylique aliphatique en C6 à Cil.
Lorsque le polyamide A est un motif répondant à la formule (diamine en Ca). (diacide en Cb) Ca et Cb désignant le nombre d'atomes de carbone respectivement dans la diamine et le diacide, le motif (diamine en Ca) est choisi parmi les diamines aliphatiques, linéaires ou ramifiés, les diamines cycloaliphatiques et les diamines alkylaromatiques.
Lorsque la diamine en Ca est aliphatique et linéaire, de formule H2N-(CH2)a-NH2, le monomère (diamine en Ca) est préférentiellement choisi parmi la butanediamine (a=4), la pentanediamine (a=5), l'hexanediamine (a=6), l'heptanediamine (a=7), l'octanediamine (a=8), la nonanediamine (a=9), la décanediamine (a=10), l'undécanediamine (a=ll), la dodécanediamine (a=12), la tridécanediamine (a=13), la tetradécanediamine (a=14),
l'hexadécanediamine (a=16), l'octadécanediamine (a=18), l'octadécènediamine (a=18), l'eicosanediamine (a=20), la docosanediamine (a=22).
Avantageusement, lorsque la diamine en Ca est aliphatique et linéaire, elle est choisi parmi la butanediamine (a=4), la pentanediamine (a=5), l'heptanediamine (a=7), l'octanediamine (a=8), la nonanediamine (a=9), la décanediamine (a=10), l'undécanediamine (a=ll), la dodécanediamine (a=12), la tridécanediamine (a=13), la tetradécanediamine (a=14), l'hexadécanediamine (a=16), l'octadécanediamine (a=18), l'octadécènediamine (a=18), l'eicosanediamine (a=20), la docosanediamine (a=22).
Lorsque la diamine est aliphatique et ramifiée, elle peut comporter un ou plusieurs substituants méthyle ou éthyle sur la chaîne principale. Par exemple, le monomère (diamine en Ca) peut avantageusement être choisi parmi la 2,2,4-trimethyl-l,6-hexanediamine, la 2,4,4- trimethyl-l,6-hexanediamine, le 1,3-diaminopentane, la 2-methyl-l,5-pentanediamine, la 2- methyl-l,8-octanediamine.
Lorsque le monomère (diamine en Ca) est cycloaliphatique, il est choisi parmi la bis(3,5- dialkyl-4-aminocyclohexyl)methane, la bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)ethane, la bis(3,5- dialkyl-4-aminocyclo-hexyl)propane, la bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclo-hexyl)butane, la bis-(3- méthyl-4-aminocyclohexyl)-méthane (BMACM ou MACM), la p-bis(aminocyclohexyl)- methane (PACM) et l'isopropylidenedi(cyclohexylamine) (PACP), l'isophoronediamine (a=10), la pipérazine (a=4), l'amino-éthylpipérazine. Il peut également comporter les squelettes carbonés suivants : norbornyl méthane, cyclohexylméthane, dicyclohexylpropane, di(méthylcyclohexyl), di(methylcyclohexyl) propane. Une liste non-exhaustive de ces diamines cycloaliphatiques est donnée dans la publication "Cycloaliphatic Aminés" (Encyclopaedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 4th Edition (1992), pp. 386-405).
Lorsque le monomère (diamine en Ca) est alkylaromatique, il est choisi parmi la 1,3- xylylène diamine et la 1,4-xylylène diamine.
Le motif (diacide en Cb) est choisi parmi les diacides aliphatiques, linéaires ou ramifiés, les diacides cycloaliphatiques, les diacides aromatiques.
Dans toute la description, les expressions « diacide » ou « diacide carboxylique » ou « acide dicarboxylique » désignent le même produit.
Lorsque le monomère (diacide en Cb) est aliphatique et linéaire, il est choisi parmi l'acide succinique (b=4), l'acide pentanedioïque (b=5), l'acide adipique (b=6), l'acide heptanedioïque (b=7), l'acide octanedioïque (b=8), l'acide azélaïque (b=9), l'acide sébacique
(b=10), l'acide undécanedioïque (b=ll), l'acide dodécanedioïque (b=12), l'acide brassylique (b=13), l'acide tetradécanedioïque (b=14), l'acide hexadécanedioïque (b=16), l'acide octadécanedioïque (b=18), l'acide octadécènedioïque (b=18), l'acide eicosanedioïque (b=20), l'acide docosanedioïque (b=22).
Lorsque le diacide est cycloaliphatique, il peut comporter les squelettes carbonés suivants : norbornyle, cyclohexyle, dicyclohexyle, dicyclohexylpropane.
Lorsque le diacide est aromatique, il est choisi parmi l'acide téréphtalique (noté T), isophtalique (noté I) et les diacides naphtaléniques.
X est une diamine telle que définie ci-dessus pour la diamine en Ca et lorsque la diamine X en Ca est aliphatique et linéaire, elle est choisi parmi la butanediamine (a=4), la pentanediamine (a=5), l'heptanediamine (a=7), l'octanediamine (a=8), la nonanediamine (a=9), la décanediamine (a=10), l'undécanediamine (a=ll), la dodécanediamine (a=12), la tridécanediamine (a=13), la tetradécanediamine (a=14), l'hexadécanediamine (a=16), l'octadécanediamine (a=18), l'octadécènediamine (a=18), l'eicosanediamine (a=20), la docosanediamine (a=22).
Dans un autre mode de réalisation, la lorsque la diamine X en Ca est aliphatique et linéaire, elle est choisi parmi l'heptanediamine (a=7), l'octanediamine (a=8), la nonanediamine (a=9), la décanediamine (a=10), l'undécanediamine (a=ll), la dodécanediamine (a=12), la tridécanediamine (a=13), la tetradécanediamine (a=14), l'hexadécanediamine (a=16), l'octadécanediamine (a=18), l'octadécènediamine (a=18), l'eicosanediamine (a=20), la docosanediamine (a=22).
Avantageusement, lorsque la diamine X en Ca est aliphatique et linéaire, elle est choisi parmi la nonanediamine (a=9), la décanediamine (a=10), l'undécanediamine (a=ll), la dodécanediamine (a=12), la tridécanediamine (a=13), la tetradécanediamine (a=14), l'hexadécanediamine (a=16), l'octadécanediamine (a=18), l'octadécènediamine (a=18), l'eicosanediamine (a=20), la docosanediamine (a=22).
Les acides gras polymérisés désignent les composés produits à partir de réactions de couplage d'acides gras insaturés qui conduisent à des mélanges de produits portant deux fonctions acides (dénommés dimères acide) ou trois fonctions acides (dénommés trimères acides). Les acides gras polymérisés sont commercialisés et notamment le produit de dénomination commerciale Pripol® commercialisé par la société Croda peut être utilisé ainsi que le produit de dénomination commerciale Empol® commercialisé par la société Cognis ou le produit de dénomination commerciale Unydime® commercialisé par la société Arizona Chemical ou encore le produit de dénomination commerciale Radiacid® commercialisé par la société Oleon.
Après séparation, les dimères d'acide gras sont obtenus majoritairement de 75% à plus de 98%, en mélange avec notamment le monomère, le 1 ½ mère et le trimère correspondant.
Les dimères d'acide gras peuvent ensuite être transformés en dimères aminé (par transformation des deux fonctions acides en fonction aminé) ou en dimères aminoacide (par transformation d'une des fonctions acide en fonction aminé.
Le copolyamide semi-cristallin comprend un motif minoritaire qui peut aussi être issu de la polycondensation d'au moins un dimère diamine avec au moins un acide dicarboxylique.
Par conséquent ledit copolyamide est de structure A/dimère diamine-Y dans laquelle A est tel que défini ci-dessus. Le dimère diamine provient d'un dimère d'acide gras dans lequel les fonctions acides ont été transformées en fonctions aminés.
Y représente un acide dicarboxylique tel que défini pour le diacide en Cb.
Le copolyamide semi-cristallin comprend un motif minoritaire qui peut être issu de la polycondensation d'au moins un dimère aminoacide. Par conséquent ledit copolyamide est de structure A/dimère aminoacide dans laquelle
A est tel que défini ci-dessus. Le dimère aminoacide provient d'un dimère d'acide gras dans lequel l'une des fonctions acides a été transformée en fonction aminé.
La composition de l'invention est utilisée comme couche d'étanchéité dans un tuyau, en particulier flexible, contenant un liquide de refroidissement.
Ces tuyaux servent à véhiculer un liquide refroidissement, tel qu'une solution à base d'alcool, en particulier l'éthylène glycol et/ou d'eau qui peut être utilisée dans le circuit de refroidissement des moteurs)
Le tuyau de l'invention n'est pas un tuyau hydraulique transportant de l'huile notamment minérale.
Avantageusement, lorsque la composition comprend deux ou plus polyamides, ledit copolyamide semi-cristallin (ou la totalité des copolyamides) comprenant au moins un motif minoritaire est majoritaire en poids par rapport à l'autre polyamide.
Dans un autre mode de réalisation, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle : ledit motif minoritaire comprend au moins l'une des formules suivantes :
soit les restes d'un dimère d'acide gras de formule (I) suivante:
H02C-(CH
2)n-O-(
CH2)p
"CC,2H 0' soit les restes d'un dimère diamine de formule (II) suivante :
soit les restes d'un dimère amino acide de formule (III) suivante :
ou un mélange de celles-ci,
dans lesquelles formules, indépendamment l'une de l'autre :
n est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
t compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
une structure choisie parmi :
- R1-CH-CH-R2,
Ri-CH-(CH2)m-CH-R2, m étant compris de 1 à 5,
dans lesquelles Ri et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, H ou une chaîne alkyle en Ci à C12, en particulier en C7 à Cn, et
- Ri^H-CH-R2, dans laquelle Ri et R2 sont cyclisés pour former une structure : i) à un cycle de type
cyclohexane :
ou phényle :
ii) à deux cycles de t
ou de type bicyclo[4
R4 et R4 étant dans les structures à un ou deux cycles des résidus alkyles en Cl à C10, en particulier C7 à C9,
ou un mélange de celles-ci, le nombre total d'atomes de carbone dans le diacide de formule (I), la diamine de formule (II) et l'aminoacide de formule (III) étant supérieur ou égale à 30, en particulier supérieur ou égal à 36, en particulier 36.
Avantageusement, n est compris de 5 à 7.
Avantageusement, p est compris de 5 à 7. Avantageusement, n et p sont compris de 5 à 7.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation 'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle : ledit polyamide est constitué d'un copolyamide semi-cristallin, et
ledit motif minoritaire comprend au moins l'une des formules suivantes :
soit les restes d'un dimère d'acide gras de formule (I) suivante:
H02C-(CH2)n- (CH2)p"CC,2H 0, soit les restes d'un dimère diamine de formule (I I) suivante :
H2N-(CH2)n-0-(CH2) -N H2 (M), soit les restes d'un dimère amino acide de formule (I I I) suivante :
H2N-(CH2)n- (CH2)p-C02H (II I),
ou un mélange de celles-ci,
dans lesquelles formules, indépendamment l'une de l'autre :
n est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
p est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
( correspond à une structure choisie parmi :
I I
Ri-CH-(CH2)m-CH-R2, m étant compris de 1 à 5, dans lesquelles Ri et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, H ou une chaîne alkyle en Ci à C12, en particulier en C7 à Cn, et
I 1
- Ri^H-CH-R2, dans laquelle Ri et R2 sont cyclisés pour former une structure :
i) à un cycle de type
R3
cyclohexane : R4
ou phényle : R4
ii) à deux cycles de t
R4 ou de type bicyclo[4.4.0]décane :
R4
R3 et R4 étant dans les structures à un ou deux cycles des résidus alkyles en Cl à CIO, en particulier C7 à C9,
ou un mélange de celles-ci,
le nombre total d'atomes de carbone dans le diacide de formule (I), la diamine de formule (II) et l'aminoacide de formule (III) étant supérieur ou égale à 30, en particulier supérieur ou égal à 36, en particulier 36.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle : ledit polyamide est constitué d'un copolyamide semi-cristallin, et
ledit motif minoritaire comprend les restes d'un dimère d'acide gras de formule (I) suivante:
H02C-(CH2)n- (C H2)p-C02H (I), dans laquelle formule (I):
n est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
p est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
correspond à une structure choisie parmi :
I I
Ri-CH-(CH2)m-CH-R2, m étant compris de 1 à 5,
dans lesquelles Ri et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, H ou une chaîne alkyle en Ci à C12, en particulier en C
7 à Cn,
dans laquelle Ri et R2 sont cyclisés pour former une structure i) à un cycle de type
R4
R3 et R4 étant dans les structures à un ou deux cycles des résidus alkyles en Cl à C10, en particulier C7 à C9, n mélange de celles-ci,
le nombre total d'atomes de carbone dans le diacide de formule (I) étant supérieur ou égale à 30, en particulier supérieur ou égal à 36, en particulier 36.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle le tuyau est un tuyau flexible. Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle le copolyamide est un copolyamide aliphatique.
Les inventeurs ont trouvé de manière inattendue que la présence de chaînes latérales aliphatique longues greffées sur la chaîne principale permettait de retarder le moment ou la dégradation hydrolytique rend le PA fragile et cassant.
Il faut noter l'importance du greffage des chaînes latérales sur la chaîne principale. En effet, le greffage d'une chaîne latérale sur l'azote des monomères aminoacides, lactame et diamine conduit à une composition présentant une grande sensibilité à l'hydrolyse.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle la viscosité en solution de la composition, telle que déterminée selon la norme ISO 307:2007 dans le m-crésol à une température de 20°C, est supérieure à 1, en particulier supérieure à 1,2.
Avantageusement, le polyamide de ladite composition dont la viscosité est supérieure à 1, en particulier supérieure à 1,2, a une teneur équilibrée en fins de chaînes NH2 et COOH (l'écart entre ces deux fonctions sera préférentiellement inférieur à 20 μeq/g en excès de NH2 ou de COOH tel que déterminé par potentiométrie.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle la Tf de la composition est supérieure à 170°C, telle que déterminée selon la norme ISO 11357-3 :2013 à une vitesse de 20K/min en DSC.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle au moins l'un des autres motifs
dudit copolyamide est un motif A choisi parmi un motif obtenu à partir d'un aminoacide en C6 à C12, un motif obtenu à partir d'un lactame en Ce à C12, et un motif répondant à la formule (diamine aliphatique en Ca). (diacide aliphatique en Cb), avec a représentant le nombre d'atomes de carbone de la diamine et b représentant le nombre d'atome de carbone du diacide, a et b étant chacun compris entre 4 et 36, notamment entre 4 et 22.
Avantageusement, la proportion molaire dudit au moins motif minoritaire dans le copolyamide semi-cristallin est supérieure ou égale à 1%.
Avantageusement, la proportion molaire dudit au moins motif minoritaire dans le copolyamide semi-cristallin est inférieure ou égale à 20%.
Avantageusement, la proportion molaire dudit au moins motif minoritaire dans le copolyamide semi-cristallin est de 1 à 20%, en particulier de 1 à 10%, notamment de 2 à 10% par rapport à la somme de tous les motifs dudit copolyamide.
Un taux de motif minoritaire supérieur à 20% s'accompagne d'un abaissement du point de fusion et de la cristallinité qui peuvent s'avérer néfastes à l'application visée.
Un taux de motif minoritaire inférieur à 1% ne permet pas d'obtenir une amélioration de la tenue à l'hydrolyse.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle : ledit polyamide est constitué d'un copolyamide semi-cristallin, et
ledit motif minoritaire, en proportion molaire dans le copolyamide semi-cristallin comprise de 1 à 20%, en particulier de 1 à 10%, notamment de 2 à 10% par rapport à la somme de tous les motifs dudit copolyamide, comprend au moins l'une des formules suivantes :
soit les restes d'un dimère d'acide gras de formule (I) suivante:
soit les restes d'un dimère diamine de formule (II) suivante
H2N-(CH2)n- (CH2) -N H2 (M)'
soit les restes d'un dimère amino acide de formule (III) suivante :
H2N-(CH2)n- (CH2)p-C02H (III),
ou un mélange de celles-ci,
dans lesquelles formules, indépendamment l'une de l'autre :
n est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
p est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
(^) correspond à une structure choisie parmi :
I I
Ri-CH-(CH2)m-CH-R2, m étant compris de 1 à 5,
dans lesquelles Ri et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, H ou une chaîne alkyle en Ci à C12, en particulier en C
7 à Cn, et
dans laquelle Ri et R2 sont cyclisés pour former une structure i) à un cycle de type
R3 cyclohexane :
R4
ou de type bicyclo[4.4.0]décane :
R3 et R4 étant dans les structures à un ou deux cycles des résidus alkyles en Cl à CIO, en particulier C7 à C9, ou un mélange de celles-ci, le nombre total d'atomes de carbone dans le diacide de formule (I), la diamine de formule (II) et l'aminoacide de formule (III) étant supérieur ou égale à 30, en particulier supérieur ou égal à 36, en particulier 36, et au moins l'un des autres motifs dudit copolyamide est un motif A choisi parmi un motif obtenu à partir d'un aminoacide en C6 à C12, un motif obtenu à partir d'un lactame en C6 à C12, et un motif répondant à la formule (diamine aliphatique en Ca). (diacide aliphatique en Cb), avec a représentant le nombre d'atomes de carbone de la diamine et b représentant le nombre d'atome de carbone du diacide, a et b étant chacun compris entre 4 et 36, notamment entre 4 et 22.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle : ledit polyamide est constitué d'un copolyamide semi-cristallin, et
ledit motif minoritaire, en proportion molaire dans le copolyamide semi-cristallin comprise de 1 à 20%, en particulier de 1 à 10%, notamment de 2 à 10% par rapport à la somme de tous les motifs dudit copolyamide, comprend les restes d'un dimère d'acide gras de formule (I) suivante:
H02C-(CH2)n-O-(CH2)p-C02H (I),
dans laquelle formule :
n est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
p est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
une structure choisie parmi :
- R1-CH-CH-R2,
Ri-CH-(CH2)m-CH-R2, m étant compris de 1 à 5,
dans lesquelles Ri et R
2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, H ou une chaîne alkyle en Ci à C12, en particulier en C
7 à Cn, et
dans laquelle Ri et R2 sont cyclisés pour former une structure i) à un cycle de type
cyclohexane :
R3 ou phényle
ii) à deux cycles
ou de type bicycl
R4
R3 et R4 étant dans les structures à un ou deux cycles des résidus alkyles en Cl à C10, en particulier C7 à C9, ou un mélange de celles-ci, le nombre total d'atomes de carbone dans le diacide de formule (I), la diamine de formule (II) et l'aminoacide de formule (III) étant supérieur ou égale à 30, en particulier supérieur ou égal à 36, en particulier 36, et au moins l'un des autres motifs dudit copolyamide est un motif A choisi parmi un motif obtenu à partir d'un aminoacide en Ce à C12, un motif obtenu à partir d'un lactame en Ce à C12,
et un motif répondant à la formule (diamine aliphatique en Ca). (diacide aliphatique en Cb), avec a représentant le nombre d'atomes de carbone de la diamine et b représentant le nombre d'atome de carbone du diacide, a et b étant chacun compris entre 4 et 36, notamment entre 4 et 22.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit motif minoritaire est un motif X. diacide de formule (I), X étant une diamine aliphatique.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle l'acide gras polymérisé comprend un dimère d'acide gras en proportion d'au moins 75% en poids, notamment d'au moins 92% en poids, en particulier d'au moins 95% en poids.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle : ledit polyamide est constitué d'un copolyamide semi-cristallin, et
ledit motif minoritaire, en proportion molaire dans le copolyamide semi-cristallin comprise de 1 à 20%, en particulier de 1 à 10%, notamment de 2 à 10% par rapport à la somme de tous les motifs dudit copolyamide, comprend les restes d'un dimère d'acide gras, en proportion d'au moins 75% en poids, notamment d'au moins 92% en poids, en particulier d'au moins 95% en poids, de formule (I) suivante:
H02C-(CH2)n- (CH2)p"CC,2H 0, dans laquelle formule :
n est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
p est compris de 1 à 10, en particulier 1 à 7,
correspond à une structure choisie parmi :
- R1-CH-CH-R2,
dans laquelle Ri et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, H ou une chaîne alkyle en Ci à C12, en particulier en C7 à Cn, le nombre total d'atomes de carbone dans le diacide de formule (I), la diamine de formule (II) et l'aminoacide de formule (III) étant supérieur ou égale à 30, en particulier supérieur ou égal à 36, en particulier 36, et au moins l'un des autres motifs dudit copolyamide est un motif A choisi parmi un motif obtenu à partir d'un aminoacide en Ce à C12, un motif obtenu à partir d'un lactame en Ce à C12, et un motif répondant à la formule (diamine aliphatique en Ca). (diacide aliphatique en Cb), avec a représentant le nombre d'atomes de carbone de la diamine et b représentant le nombre d'atome de carbone du diacide, a et b étant chacun compris entre 4 et 36, notamment entre 4 et 22.
Avantageusement, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle le nombre de carbones de la diamine X est supérieur à 8, en particulier est égal à 10. Avantageusement, le motif A est motif obtenu à partir de la polycondensation d'un lactame ou d'un aminoacide, en particulier choisi parmi le PA 11 et le PA12.
Avantageusement, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle le nombre de carbones de la diamine X est supérieur à 8, en particulier est égal à 10 et le motif A est motif obtenu à partir de la polycondensation d'un lactame ou d'un aminoacide, en particulier choisi parmi le PA 11 et le PA12.
Avantageusement, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle le motif A est un motif obtenu à partir de la polycondensation d'une diamine aliphatique en Ca et d'un acide dicarboxylique aliphatique en Cb, en particulier le motif Ca + Cb > 15, notamment > 19. Dans les unités A= CaCb et/ou X. diacide de formule (I), indépendamment l'une de l'autre, jusqu'à 30% en mole, par rapport à la quantité totale des diacides carboxyliques, le diacide Cb et/ou diacide de formule (I) peut être remplacé par d'autres diacides carboxyliques aromatiques, aliphatiques ou cycloaliphatiques comprenant 6 à 36 atomes de carbone, en particulier 6 à 14 atomes de carbone, et,
dans les unités A= CaCb et/ou X. diacide de formule (I), indépendamment l'une de l'autre, jusqu'à 30% en mole de Ca et/ou selon le cas de X, par rapport à la quantité totale des diamines, peut être remplacée par d'autres diamines comprenant de 4 à 36 atomes de carbone, en particulier 6 à 12 atomes de carbone, et
dans le copolyamide, pas plus de 30% en mole, par rapport à la quantité totale des monomères, peut être formée par des lactames ou des acides aminocarboxyliques, et
à condition que la somme des monomères qui remplacent le diacide de formule (I) le diacide Cb, la diamine Ca et X ne dépasse pas une concentration de 30% en mole par rapport à la quantité totale des monomères utilisés dans le copolyamide et
à condition qu'aucune des unités Ca, Cb, X et diacide de formule (I) ne soit pas totalement substituée.
Avantageusement, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle le nombre de carbones de la diamine X est supérieur à 8, en particulier est égal à 10 et le motif A est un motif obtenu à partir de la polycondensation d'une diamine aliphatique en Ca et d'un acide dicarboxylique aliphatique en Cb, en particulier le motif Ca + Cb > 15, notamment > 19.
Avantageusement, le motif A est choisi parmi PA614, PA618, PA1010, PA1012, PA1014, PA1018, PA1210, PA1212, PA1214, PA1218.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle ladite composition comprend un polyamide choisi parmi un polyamide aliphatique, cycloaliphatique et aromatique, et ledit au moins un polyamide semi-cristallin.
Avantageusement, le dit polyamide aliphatique ou cycloaliphatique ou aromatique est en proportion en poids de 0,1 à 90%, notamment de 0,1 à 80%, en particulier de 0,1% à 50%.
Avantageusement, ledit polyamide est un polyamide aliphatique ou cycloaliphatique identique au motif A dudit polyamide semi-cristallin.
Avantageusement, la composition comprend deux polyamides dont l'un est le copolyamide semi-cristallin comprenant au moins un motif minoritaire.
Avantageusement, la composition comprend deux polyamides dont l'un est un homopolyamide aliphatique et l'autre est le copolyamide semi-cristallin comprenant au moins un motif minoritaire, en particulier le dit homopolyamide aliphatique étant en proportion en poids de 0,1 à 90%, notamment de 0,1 à 80%. Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle la composition comprend de plus au moins une polyoléfine, en particulier fonctionnalisée.
La polyoléfine peut être fonctionnalisée ou non fonctionnalisée, avantageusement fonctionnalisée, ou être un mélange d'au moins une fonctionnalisée et/ou d'au moins une non fonctionnalisée, en particulier un mélange d'au moins une fonctionnalisée et d'au moins une non fonctionnalisée.
On entend par polyoléfine, un polymère comprenant des motifs oléfines tels que, par exemple, des motifs éthylène, propylène, butène, octène ou tout autre alpha oléfine.
A titre d'exemple, on peut citer : - les polyéthylènes tels que les LDPE, HDPE, LLDPE ou VLDPE, le polypropylène ou encore les polyéthylènes métallocènes ; les copolymères de l'éthylène tels que les copolymères éthylène/propylène, les terpolymères éthylène/propylène/diène ; et les copolymères de l'éthylène avec au moins un produit choisi parmi les sels ou esters d'acides carboxyliques insaturés et les esters vinyliques d'acides carboxyliques saturés ; les copolymères d'acrylonitrile et de butadiène tels que le NBR.
Dans une version particulièrement avantageuse de l'invention, la polyoléfine est un copolymère élastomère de l'éthylène.
Un tel copolymère élastomère d'éthylène est un composé obtenu à partir d'au moins deux monomères distincts dont au moins un monomère d'éthylène.
De préférence, ce copolymère élastomère d'éthylène est choisi parmi un copolymère éthylène/propylène (EPR), un copolymère éthylène/butylène, un copolymère «éthylène/octène et un copolymère éthylène/(méth)acrylate d'alkyle.
Le copolymère éthylène/propylène (EPR) est un copolymère élastomère bien connu, obtenu à partir de monomères d'éthylène et de propylène. L'EPR ou EPM, est notamment décrit dans l'ouvrage Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5e édition, Vol A 23, des pages 282 à 288, le contenu étant incorporé dans la présente demande. Le copolymère éthylène/butylène est obtenu à partir de monomères d'éthylène et de butène-1.
Le copolymère éthylène/(méth)acrylate d'alkyle est obtenu par polymérisation radicalaire de l'éthylène et de (méth)acrylate d'alkyle. Le méth(acrylate) d'alkyle est de préférence choisi parmi le (méth)acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de n- butyle, l'acrylate d'isobutyle, l'acrylate d'octyle et l'acrylate de 2-éthylhexyle.
La polyoléfine utilisée dans le cadre de la présente invention peut être fonctionnalisée dans le sens où elle comprend au moins une fonction époxy, anhydride ou acide, cette fonction étant introduite par greffage ou par copolymérisation.
La polyoléfine fonctionnalisée peut notamment être choisie parmi les copolymères éthylène/alpha oléfines, fonctionnalisés et les copolymères éthylène/(méth)acrylate d'alkyle fonctionnalisés.
La polyoléfine fonctionnalisée peut également être choisie parmi : les copolymères de l'éthylène, d'un époxyde insaturé et éventuellement d'un ester ou un sel d'acide carboxylique insaturé ou d'un ester vinylique d'acide carboxylique saturé. Ce sont, par exemple, les copolymères éthylène/acétate de vinyle/(méth)acrylate de glycidyle ou les copolymères éthylène/(méth)acrylate d'alkyle/(méth)acrylate de glycidyle, les copolymères de l'éthylène, d'un anhydride d'acide carboxylique insaturé et/ou d'un acide carboxylique insaturé pouvant être partiellement neutralisé par un métal (Zn) ou un alcalin (Li) et éventuellement d'un ester d'acide carboxylique insaturé ou d'un ester vinylique d'acide carboxylique saturé. Ce sont, par exemple, les copolymères éthylène/acétate de vinyle/anhydride maléique, les copolymères éthylène/(méth)acrylate d'alkyle/anhydride maléique ou encore les copolymères éthylène/(méth)acrylate de Zn ou Li/anhydride maléique.
La densité de la polyoléfine fonctionnalisée peut avantageusement être comprise entre 0,86 et 0,965.
De manière avantageuse, la polyoléfine est fonctionnalisée par un anhydride d'acide carboxylique. Plus préférentiellement, la polyoléfine fonctionnelle est choisie parmi un copolymère éthylène/propylène (EPR) greffé anhydride maléique, un copolymère éthylène/butylène greffé anhydride maléique, un copolymère éthylène/octène greffé anhydride maléique et un copolymère éthylène/(méth)acrylate d'alkyle comprenant une fonction anhydride maléique, un copolymère à bloc styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS). A titre d'exemple de copolymère éthylène/(méth)acrylate d'alkyle comprenant une fonction anhydride maléique, on peut citer les terpolymères de l'éthylène, d'acrylate d'alkyle et d'anhydride maléique, notamment commercialisés par la Demanderesse sous la dénomination commerciale Lotader®.
A titre d'exemple de copolymère à bloc styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS), on peut citer les Kratons®, notamment le Kraton® FG 1901 commercialisés par Kraton Polymers International.
La polyoléfine est présente de 0,1 à 50 % en poids, avantageusement de 12 à 40% avantageusement de 10 à 30%.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, la dite polyoléfine est présente en proportion massique de 12 à 40% dans ladite composition.
Dans un mode de réalisation avantageux, ladite composition est dépourvue de plastifiant.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, ladite composition est dépourvue de plastifiant et la dite polyoléfine est présente en proportion massique de 12 à 40% dans ladite composition.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle la composition comprend de plus au moins un plastifiant.
Le plastifiant est choisi parmi les dérivés de benzène sulfonamide, tels que le n- butyl benzène sulfonamide (BBSA) ; l'éthyl toluène sulfonamide ou le N-cyclohexyl toluène sulfonamide ; les esters d'acides hydroxy-benzoïques, tels que le parahydroxybenzoate d'éthyl-2-hexyle et le parahydroxybenzoate de décyl-2-hexyle ; les esters ou éthers du tétrahydrofurfuryl alcool, comme l'oligoéthylèneoxytétrahydrofurfurylalcool ; et les esters de l'acide citrique ou de l'acide hydroxy-malonique, tel que l'oligoéthylèneoxy malonate. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant un mélange de plastifiants.
Le plastifiant particulièrement préféré est le n-butyl benzène sulfonamide (BBSA).
Le plastifiant peut être introduit dans le polyamide pendant la polycondensation ou ultérieurement.
Le plastifiant utilisé dans la composition est en proportion massique de 3 à 10 %, en particulier de 4 à 7%.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, ledit plastifiant est en proportion massique de 3 à 10%, notamment de 4 à 7% et la dite polyoléfine est présente en proportion massique de 12 à 40% dans ladite composition.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle la composition comprend de plus au moins un additif.
L'additif est choisi parmi un catalyseur, un antioxydant, un stabilisant thermique, en particulier le Naugard® 445, un stabilisant UV, un stabilisant à la lumière, un lubrifiant, une charge, un agent ignifugeant, un agent nucléant, un allongeur de chaîne et un colorant. Le terme « catalyseur » désigne un catalyseur de polycondensation tel qu'un acide minéral ou organique.
Avantageusement, la proportion en poids de catalyseur est comprise d'environ 50 ppm à environ 5000 ppm, en particulier d'environ 100 à environ 3000 ppm par rapport au poids total de la composition.
Avantageusement, le catalyseur est choisi parmi l'acide phosphorique (H3P04), l'acide phosphoreux (H3P03), l'acide hypophosphoreux (H3P02), ou un mélange de ceux-ci.
L'antioxydant peut notamment être un antioxydant à base de complexe de cuivre de 0,05 à 5% en poids, de préférence de 0,05 à 1% en poids de préférence de 0,1 à 1%.
L'expression complexe de cuivre désigne notamment un complexe entre un sel monovalent ou divalent de cuivre avec un acide organique ou inorganique et un ligand organique.
Avantageusement, le sel de cuivre est choisi parmi les sels cuivriques (Cu(ll)) d'halogénure d'hydrogène, les sels cuivreux (Cu(l)) d'halogénure d'hydrogène et les sels d'acides carboxyliques aliphatiques.
En particulier, les sels de cuivre sont choisis parmi CuCI, CuBr, Cul, CuCN, CuCI2, Cu(OAc)2, le stéarate cuivrique.
Des complexes de cuivre sont notamment décrits dans US3505285.
Ledit complexe à base de cuivre peut de plus comprendre un ligand choisi parmi les phosphines, en particulier les triphenylphosphines, le mercaptobenzimidazole, l'EDTA, l'acétylacétonate, la glycine, l'éthylène diamine, l'oxalate, la diéthylène dimaine, la triéthylène tetraamine, la pyridine, la diphosphone et le dipyridyl ou leurs mélanges, en particulier la triphénylphosphine et/ou le mercaptobenzimidazole.
Les phosphines désignent les alkylphosphines, telle que la tributylphosphine ou les arylphosphines telle que la triphénylphosphine (TPP).
Avantageusement, ledit ligand est la triphénylphosphine. Des exemples de complexes ainsi que leur préparation sont décrits dans le brevet CA
02347258.
Avantageusement, la quantité de cuivre dans la composition de l'invention est comprise de 10 ppm à 1000 ppm en poids, notamment de 20 ppm à 70 ppm, en particulier de 50 à 150 ppm par rapport au poids total de la composition.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, caractérisée en ce que ledit complexe à base de cuivre comprend de plus un composé organique halogéné.
Le composé organique halogéné peut être tout composé organique halogéné.
Avantageusement, ledit composé organique halogéné est un composé à base de brome et/ou un composé aromatique. Avantageusement, ledit composé aromatique est notamment choisi parmi le decabromediphenyl, decabromodiphenyl ether, les oligomères de bromo ou chloro styrène, le polydibromostyrene, le tetrabromobisphenyl-A, les dérivés de tetrabisphenyl-A, tels que les dérivés epoxy, et les dérivés de chloro dimethanedibenzo(a,e)cyclooctène et leurs mélanges.
Avantageusement, ledit composé organique halogéné est un composé à base de brome.
Ledit composé organique halogéné est ajouté à la composition en une proportion de 50 à 30 000 ppm en poids d'halogène par rapport au poids total de la composition, notamment de 100 à 10000 en particulier de 500 à 1500 ppm.
Avantageusement, le ratio molaire cuivre:halogène est compris de 1 :1 à 1 :3000, notamment de 1 :2 à 1 :100.
En particulier, ledit ratio est compris de 1 :1,5 à 1:15.
Avantageusement, l'antioxydant à base de complexe de cuivre est choisi parmi un Bruggolen® H3386, un Bruggolen® H3376, un Bruggolen® H3344, un Bruggolen® H3350, en particulier un Bruggolen® H3386. II est également possible d'utiliser des limiteurs de chaînes en tant qu'additifs.
Des exemples de régulateurs de chaîne appropriés sont des monoamines, des acides monocarboxyliques, des diamines, des triamines, des acides dicarboxyliques, des acides tricarboxyliques, des tétraamines, des acides tétracarboxyliques et, des oligoamines ou des
acides oligocarboxyliques ayant respectivement dans chaque cas 5 à 8 groupes amino ou carboxy et en particulier des acides dicarboxyliques, des acides tricarboxyliques ou un mélange d'acides dicarboxyliques et d'acides tricarboxyliques. A titre d'exemple, il est possible d'utiliser l'acide dodécanedicarboxylique sous forme d'acide dicarboxylique et de l'acide trimellitique comme acide tricarboxylique.
Préférentiellement ledit limiteur de chaîne sera différent d'un limiteur de chaîne monofonctionnel.
De préférence, les additifs du polyamide de la composition de l'invention se présentent en une quantité de 0 à 10%, en particulier de 1 à 10 %, en poids par rapport au poids total de la composition.
Dans un mode de réalisation avantageux, la présente invention concerne l'utilisation d'une composition telle que définie ci-dessus, dans laquelle la composition comprend en poids :
- 50 à 99,9%, avantageusement 60 à 99,9%, en particulier 70 à 99,9%, notamment de 70 à 88% en poids dudit copolyamide semi-cristallin comprenant optionnellement de
0 à 70% en poids d'un autre polyamide,
- 0,1 à 50 % en poids, avantageusement de 12 à 40%, en particulier de 12 à 30 % en poids, d'une polyoléfine comprenant une fonction époxy, anhydride ou acide, introduite par greffage ou par copolymérisation, et
- 0 à 10%, notamment de 3 à 10 % en poids, avantageusement de 4 à 7 % en poids, d'un plastifiant,
- 0 à 10%, en poids, d'un additif, en particulier de 1 à 10%,
la somme des différents constituants de la composition étant égale à 100%.
Toutes les combinaisons possibles des gammes de proportions dudit copolyamide semi-cristallin, de ladite polyoléfine, du dit plastifiant et dudit additif sont divulguées en tant que telle dans la présente description et font donc partie de la présente description.
Il est bien évident que lorsque la somme des différents constituants de la composition conduit à une valeur supérieure à 100%, l'homme du métier fera alors varier l'un des
constituants, notamment la proportion dudit copolyamide semi-cristallin pour obtenir 100%.
La composition utilisée dans le cadre de la présente invention est préparée par mélange, à l'état fondu, des différents constituants dans tout dispositif de mélange, et de préférence une extrudeuse.
La composition est le plus souvent récupérée sous forme de granulés.
Selon un autre aspect, la présente invention concerne un tuyau, en particulier flexible, destiné à transporter un liquide de refroidissement, comprenant au moins une couche d'étanchéité (1) obtenue à partir d'une composition telle que définie ci-dessus.
La couche de protection peut être une nappe de fibres métalliques ou des
caoutchoucs.
Toutes les caractéristiques définies ci-dessus dans le paragraphe « Utilisation » sont valables pour le tuyau comprenant la composition de l'invention.
Selon un autre aspect, la présente invention concerne une composition comprenant en poids :
- 57 à 85%, préférentiellement 70 à 85% en poids d'un copolyamide semi-cristallin tel que défini ci-dessus, comprenant optionnellement de 0 à 70% en poids d'un autre polyamide par rapport audit copolyamide semi-cristallin,
- de 12 à 40 % en poids, préférentiellement de 12 à 30% d'une polyoléfine comprenant une fonction époxy, anhydride ou acide, introduite par greffage ou par copolymérisation,
- de 3 à 10 % en poids, avantageusement de 4 à 7 % en poids, d'un plastifiant, et
- de 0 à 10%, en poids, d'un additif, en particulier de 1 à 10%, %, la somme des différents constituants de la composition étant égale à 100%.
Toutes les combinaisons possibles des gammes de proportions dudit copolyamide semi-cristallin, de ladite polyoléfine, du dit plastifiant et dudit additif sont divulguées en tant que telle dans la présente description.
Il est bien évident que lorsque la somme des différents constituants de la composition conduit à une valeur supérieure à 100%, l'homme du métier fera alors varier l'un des
constituants, notamment la proportion dudit copolyamide semi-cristallin pour obtenir 100%.
Avantageusement, ledit autre polyamide est un polyamide aliphatique, en particulier PAll ou PA12.
Avantageusement, ledit copolyamide de la composition ci-dessus définie comprend a u moins un motif minoritaire issu de la polycondensation : d'au moins une diamine avec au moins un acide gras polymérisé, en particulier un dimère d'acide gras, ou
- d'au moins un dimère diamine avec au moins un acide dicarboxylique, ou d'au moins un dimère aminoacide,
en particulier issu de la polycondensation :
d'au moins une diamine avec au moins un acide gras polymérisé, en particulier un dimère d'acide gras, ou
- d'au moins un dimère diamine avec au moins un acide dicarboxylique, ou leur mélanges.
Avantageusement, ledit motif minoritaire dudit copolyamide de la composition ci- dessus définie est un motif X. diacide de formule (I), X étant une diamine aliphatique.
La présente invention va maintenant être illustrée par des exemples de différentes compositions dont l'utilisation fait l'objet de la présente invention ainsi que par différentes structures de tuyaux flexibles, également conformes à l'objet de la présente invention.
DECRIPTION DES FIGURES
La figure 1 représente l'hydrolyse à 130°C pH4 de pièces moulées obtenues à partir des différentes compositions formulées du tableau III.
L'allongement résiduel est environ 2 fois plus important à vieillissement égal. La durée de vie pour atteindre un allongement à la rupture de 50% (critère usuel) est nettement plus élevée.
La pièce extrudée obtenue avec la composition formulée de l'invention avec le Pripol 1009 présente donc une résistance à l'hydrolyse très nettement améliorée par rapport à une pièce obtenue avec une formulation à base de PAU.
Abscisse : durée du vieillissement en heures
Ordonnée : Allongement à la rupture (%)
Courbe supérieure : FI2
Courbe intermédiaire : Fil
Courbe inférieure : FC1 EXEMPLES
1. Préparation d'un polymère de la composition de l'invention
Les compositions suivantes ont été préparées
Cl 11 unité
Polyamide et PAll/lO.Pripol
1009
Composition PAU
molaire 19/1
Acide
- - kg
téréphtalique
Acide Amino 11
29 27,62 kg
undécanoïque
Décanediamine - 1,26 kg
Acide sébacique kg
Pripol 1009 - 4,12 kg
BisHMTA kg
Acide N-heptyl
Amino 11 kg undécanoïque
Eau permutée 8 4 kg
H3P04 85 % 20.4 23,3 g
TABLEAU I
Le Pripol 1009 utilisé a un indice d'hydroxyle IOH = 196 mg KOH/g, ce qui donne une masse molaire équivalente égale à 572.6 g/mol.
Le pripol 1009 est constitué de : >98,5% de dimère,≤1% de trimère,≤1% de 1 ½ mère et≤0,1% de monomère.
Les conditions de synthèse ont été les suivantes :
Après chargement, le réacteur autoclave de 100 litres est désoxygéné par séquences de mise sous pression d'azote puis de détente. Le contenu du réacteur est chauffé jusqu'à 240°C sous pression autogène et sous agitation puis maintenu 1 h dans ces conditions. Le réacteur est ensuite détendu à une pression de 0.2 bar relatif en 2 heures puis maintenu 30 minutes dans ces conditions. Le polymère obtenu est ensuite déchargé du réacteur sous forme de joncs puis sous forme de granulés.
Les polymères ont les caractéristiques suivantes :
TABLEAU II
La mesure de la viscosité inhérente est réalisée dans le m-crésol selon la norme ISO 307:2007 mais en changeant le solvant (utilisation du m-crésol à la place de l'acide sulfurique et la température étant de 20°C).
L'enthalpie de cristallisation dudit polymère de matrice est mesurée en Calorimétrie Différentielle à Balayage (DSC) selon la norme ISO 11357-3 :2013. La vitesse de chauffage et de refroidissement est de 20°C/min.
La Tf et la Te sont mesurées en Calorimétrie Différentielle à Balayage (DSC) selon la norme ISO 11357-3 :2013. La vitesse de chauffage et de refroidissement est de 20°C/min.
La Tg est mesurée en Calorimétrie Différentielle à Balayage (DSC) selon la norme ISO 11357- 2:2013. La vitesse de chauffage et de refroidissement est de 20°C/min.
La Mn du polymère thermoplastique est déterminée à partir de la titration (dosage) des fonctions terminales selon une méthode potentiométrique (dosage direct des acides ou des bases)
2. Préparation des compositions formulées
Les formulations suivantes ont été préparées (Tableau III)
référence FC1 Formulation Formulation
%en Invention Invention
poids
Fil FI2
% en poids % en poids
Cl 67,9
11 67,9 82,9
Lotader4700 24 24
Lotader AX8900 4 4
Escor 5000 2 2
Orevac IM 800 15
MM noireuthylen 6005 C4 0,9 0,9 0,9
ANOX* NDB TL89 1,2 1,2 1,2
TABLEAU III
Escor® 5000 : polyoléfine (copolymère d'éthylène fonctionnalisé acide acrylique maléique) commercialisé par la société Exxon.
Orevac* IM800: polyoléfine (copolymère d'éthylène fonctionnalisé anhydride maléique) commercialisé par la société Arkema.
Lotader 4700 : terpolymère d'éthylène, d'ester acrylique et d'anhydride maléique commercialisé par la société Arkema.
Lotader AX8900 : terpolymère d'éthylène, d'ester acrylique et méthacrylate de glycidyle commercialisé par la société Arkema MM noir euthylen 6005 C4 : mélange maître noir commercialisé par la société BASF.
ANOX¾NDBTL89 : stabilisant organique type phénol phosphite commercialisé par la société Chemtura.
Ces essais ont été réalisés sur profil de vis HAAKE 2-9.
Le débit de compoundage a été de 2,2kg/hr pour une vitesse de vis de 300RPM et un profil de température plat à 270°C.
3. Tenue au cooling (hydrolyse) à 130°C de pièces moulées obtenues à partir des compositions du tableau III.
3.1 Préparation des pièces moulées
Haltères ISOR 527 1BA 3.2 Protocole du test d'hydrolyse
Les haltères sont placées dans des autoclaves en aciers.
Remplissage eau Volvic 50% en poids et éthylène glycol (Havoline) 50% en poids, fermeture étanche et barbotage d'azote pendant au moins 3 heures et demi.
Mise sous pression C02 à 24 bars pour obtenir pH4. Installation des autoclaves dans une étuve à 130°C.
Prélèvement des haltères selon le plan prévu.
A chaque prélèvement, il y a renouvellement de l'eau Volvic et de l'Havoline, inertage et mise sous pression.
5 haltères sont prélevées et soumises à un essai de traction à une vitesse de 50mm/min. L'allongement est mesuré par un extensomètre. La moyenne de l'allongement à la rupture ainsi déterminé est reportée en fonction du temps de vieillissement.
Les résultats sont présentés dans la figure 1.
La formulation FC1 tient dans ces conditions 2700 heures pour avoir 50% de l'allongement initial.
Les formulations Fil et FI2 sont encore à 83 et 69% de l'allongement à la rupture initial à 2700 heures.
En allongement à la rupture absolu, la formulation FC1 est à 77% alors que les formulations Fil et FI2 sont à 156 et 165%.