DESCRIPTION

TITRE : Amélioration de la résistance au choc de polymères recyclés

La présente invention concerne une composition de polymère recyclé. La présente invention concerne aussi un procédé de préparation d’une telle composition. La présente invention concerne en outre un procédé d’amélioration de la résistance au choc d’un polymère recyclé.

Les produits en matières plastiques sont généralement formés à partir de matières plastiques vierges (également appelées matériaux natifs). Cependant, les attentes de la société en matière de préservation de l’environnement et de réduction de la consommation des ressources sont de plus en plus fortes, et il est donc nécessaire de développer de nouveaux matériaux obtenus à partir de matières recyclées, en particulier à partir de polymères recyclés.

L’inconvénient de l’utilisation d’un polymère recyclé est que ses performances sont généralement dégradées par rapport aux performances du polymère vierge correspondant, en particulier sa résistance au choc. De plus, la future utilisation du polymère recyclé n’est pas nécessairement identique à son utilisation passée, ce qui implique que les propriétés du polymère recyclé doivent être modifiées/adaptées à cette nouvelle utilisation.

Il existe donc un besoin pour des matériaux polymères recyclés présentant de bonnes performances, notamment mécaniques, similaires ou supérieures aux performances des matériaux polymères natifs correspondants.

Il existe en particulier un besoin pour des matériaux polymères recyclés comprenant éventuellement au moins un additif et présentant de bonnes performances de résistance au choc.

En particulier, un objectif de la présente invention est de fournir une composition de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé, éventuellement additivé, présentant une valeur de résistance au choc IZOD entaillé à 23°C (norme ISO 180 de 2019) supérieure ou égale à 8 kJ/m ² .

Un autre objectif particulier de l’invention est de fournir une composition de polystyrène recyclé, éventuellement additivé, présentant une valeur de résistance au choc IZOD entaillé à 23°C supérieure ou égale à 5 kJ/m ² .

Il existe également un besoin pour un procédé de détermination de compositions de polymère recyclé aptes à être utilisées dans une utilisation prédéfinie, notamment la fabrication d’un objet spécifique. Il existe notamment un besoin pour un procédé de détermination de la nature et/ou de la teneur d’un additif à ajouter dans une composition de polymère recyclé, pour obtenir une composition finale comprenant un polymère recyclé et additivé apte à être utilisée dans une utilisation prédéfinie.

En particulier, il existe un besoin pour un procédé de détermination de compositions de polymère recyclé aptes à être utilisées dans une utilisation prédéfinie dans laquelle la résistance au choc est un critère important.

La présente invention concerne donc une composition comprenant :

- un polymère recyclé, et

- un additif modificateur d’impact.

Les inventeurs ont découvert qu’un polymère recyclé pouvait présenter une résistance au choc similaire ou même supérieure à la résistance au choc du polymère natif correspondant en ajoutant au moins un additif modificateur d’impact.

Les inventeurs ont également découvert de manière surprenante qu’un polymère recyclé et additivé par un additif différent d’un additif modificateur d’impact présente une résistance au choc amoindrie par rapport au polymère recyclé seul, mais qu’il est possible d’augmenter cette résistance au choc en ajoutant un additif modificateur d’impact. Il est ainsi possible d’obtenir des matériaux polymères recyclés présentant des propriétés comparables à celles des polymères natifs correspondants, et pouvant être utilisés dans la fabrication de nouveaux objets.

Polymère recyclé

Selon la norme ISO 472 de 2013, un plastique recyclé est un plastique obtenu par transformation dans un procédé de production de déchets plastiques aux fins de leur fonction initiale ou à d'autres fins, à l'exception de la valorisation énergétique.

Plus précisémment, par polymère recyclé, on entend au sens de la présente invention un polymère post-consommation, c’est-à-dire ayant déjà servi à l'usage auquel il était destiné, par exemple pour la fabrication d’un produit de consommation, et qui, autrement, serait mis au rebut comme déchet. Par opposition, un polymère vierge (ou natif) est un polymère obtenu à l’issue du procédé de polymérisation permettant sa préparation à partir d’un ou plusieurs monomères. Il existe également des polymères post-industriels, qui désignent les déchets plastiques générés par les fabricants des produits de consommation mentionnés ci-dessus. Enfin, les polymères post-production sont les déchets générés par les producteurs de matières plastique. Les propriétés thermomécaniques des polymères post-production sont beaucoup plus proches de celles des polymères vierges que celles des polymères post-consommation ou post-industriel. En effet, un polymère post-consommation a subit des chocs et/ou des variations de températures et/ou des rayonnements UV, et ses propriétés thermomécaniques sont amoindries par rapport à celles d’un polymère vierge ou à celles d’un polymère postproduction. Un polymère post-industriel présente également des propriétés modifiées par rapport à un polymère vierge dans la mesure où il a subi des étapes de transformation.

Un polymère recyclé selon l’invention est un polymère post-consommation ou un polymère post-industriel, de préférence post-consommation.

De préférence, la composition selon l’invention est caractérisée par une résistance au choc IZOD d’une valeur supérieure ou égale à 6,0 kJ/m ² , préférentiellement supérieure ou égale à 8,0 kJ/m ² , plus préférentiellement supérieure ou égale à 9,8 kJ/m ² , plus préférentiellement comprise entre 6,0 et 16 kJ/m ² , avantageusement comprise entre 9,8 et 14 kJ/m ² .

Dans toute la description, « résistance au choc IZOD » signifie « résistance au choc IZOD entaillé à 23 °C » et est déterminée suivant la norme ISO 180 de 2019 ».

De préférence, la composition selon l’invention présente un taux d’augmentation de la résistance au choc supérieur ou égal à 1 ,1 , de préférence supérieur ou égal à 1 ,2, préférentiellement supérieur ou égal à 1 ,5, plus préférentiellement supérieur ou égal à 1 ,8, encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 2, avantageusement supérieur ou égal à 2,5, le taux d’augmentation de la résistance au choc étant le rapport entre la valeur de résistance au choc IZOD de la composition selon l’invention et la valeur de la résistance au choc IZOD d’une composition différant de la composition selon l’invention uniquement en ce qu’elle est dépourvue de l’additif modificateur d’impact.

De préférence, le taux d’augmentation de la résistance au choc de la composition selon l’invention va de 1 ,1 à 3, de préférence de 1 ,5 à 2,5, préférentiellement de 1 ,8 à 2.

De préférence, dans la composition selon l’invention, la teneur pondérale en polymère recyclé varie de 60 % à 98 % en poids, de préférence de 70 % à 95 % en poids, préférentiellement de 80 % à 92 % en poids, avantageusement de 85 % à 90 % en poids par rapport au poids total de la composition.

De préférence, le polymère recyclé est choisi parmi les polystyrènes recyclés, les polymères acrylonitrile-butadiène-styrène recyclés, et l’un quelconque de leurs mélanges. Typiquement, un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé (ou postconsommation) peut présenter une valeur de résistance au choc IZOD inférieure ou égale à 12 kJ/m ² , de préférence inférieure ou égale à 9 kJ/m ² , de préférence allant de 6 à 12 kJ/m ² , préférentiellement allant de 6,5 à 9 kJ/m ² .

Typiquement, un polystyrène recyclé (ou post-consommation) peut présenter une valeur de résistance au choc IZOD inférieure ou égale à 10 kJ/m ² , de préférence inférieure ou égale à 8 kJ/m ² , de préférence allant de 3 à 10 kJ/m ² , préférentiellement allant de 4,5 à 7 kJ/m ² .

Selon un premier mode de réalisation, le polymère recyclé est un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé.

Le polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé peut être un mélange consistant en de l’acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé, moins de 8% en poids de polystyrène recyclé, de préférence moins de 3% en poids, et moins de 5% en poids de polypropylène recyclé, de préférence moins de 2% en poids, par rapport au poids total du polymère recyclé.

Selon ce mode de réalisation, la composition selon l’invention est de préférence caractérisée par une résistance au choc IZOD d’une valeur supérieure ou égale à 8,0 kJ/m ² , préférentiellement supérieure ou égale à 10,0 kJ/m ² , plus préférentiellement supérieure ou égale à 12,0 kJ/m ² , plus préférentiellement comprise entre 8,0 et 20,0 kJ/m ² , avantageusement comprise entre 10,0 et 16,0 kJ/m ² .

Selon un deuxième mode de réalisation, le polymère recyclé est un polystyrène recyclé.

Le polystyrène recyclé peut être un mélange consistant en du polystyrène recyclé, moins de 8% en poids de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène recyclé, de préférence moins de 5% en poids, et moins de 5 % en poids de polypropylène recyclé, de préférence moins de 2% en poids, par rapport au poids total du polymère recyclé.

Selon ce mode de réalisation, la composition selon l’invention est de préférence caractérisée par une résistance au choc IZOD d’une valeur supérieure ou égale à 5,0 kJ/m ² , de préférence supérieure ou égale à 6,0 kJ/m, préférentiellement supérieure ou égale à 8,0 kJ/m ² , plus préférentiellement supérieure ou égale à 10,0 kJ/m ² , plus préférentiellement comprise entre 6,0 et 20,0 kJ/m ² , avantageuseument comprise entre 8,0 et 18,0 kJ/m ² . Additif modificateur d’impact

La composition selon l’invention comprend au moins un additif modificateur d’impact.

Par additif modificateur d’impact, on entend un composé chimique qui, lorsqu’il est mélangé à un polymère, rend ledit polymère plus résistant aux chocs. Un additif modificateur d’impact est en particulier un matériau polymérique améliorant les propriétés d'impact d’un polymère, par exemple la résistance au choc IZOD avec entaille à 23°C, tel que déterminé selon la norme ISO 180 (version de 2019). Ce terme est également connu sous les dénominations "modificateurs au choc" ou "additifs choc" ou encore "modificateurs choc". Ce terme est bien connu de l’homme du métier.

De préférence, selon l’invention, un additif modificateur d’impact est un additif qui permet à un polymère comprenant 5% en poids de cet additif, par rapport au poids total de mélange polymère-additif, de présenter un taux d’augmentation de sa résistance au choc supérieur ou égal à 1 ,2 , préférentiellement supérieur ou égal à 1 ,5, plus préférentiellement supérieur ou égal à 2,0.

Ainsi, de préférence, l’additif modificateur d’impact permet d’augmenter d’au moins 10% la résistance au choc IZOD d’une composition consistant en le polymère recyclé et 5% en poids dudit additif modificateur d’impact.

Des exemples d’additifs modificateurs d'impact appropriés comprennent par exemple des polymères greffés, des polymères à noyau et enveloppe et des copolymères séquencés. Ces polymères peuvent être obtenus à partir d’au moins un monomère choisi dans le groupe constitué par un alcène, un alcadiène, un arène et un acrylate.

De préférence, l’additif modificateur d’impact est un copolymère obtenu à partir d’au moins un monomère vinylique.

Par copolymère, on entend un polymère issu de la copolymérisation d'au moins deux types de monomères ou plus, chimiquement différents, appelés comonomères.

Par monomère vinylique, on entend une molécule organique comprenant au moins une double liaison carbone-carbone. De préférence, le monomère vinylique présente la formule suivante : CH2=CRR’, avec R et R’ étant indépendamment choisis dans le groupe constitué d’un atome d’hydrogène, un groupement aromatique, de préférence un phényle, un groupement hydrocarboné comprenant de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 2 à 10 atomes de carbones, saturé ou insaturé, comprenant en outre éventuellement un groupement ester, un groupement nitrile, un groupement carboxyle, un groupement amine ou un groupement amide. De préférence, l’additif modificateur d’impact est un copolymère d’éthylène et/ou de styrène, c’est-à-dire qu’au moins un des comonomères du copolymère est choisi parmi le styrène et l’éthylène.

De préférence, l’additif modificateur d’impact comprend un copolymère issu de la copolymérisation d’au moins deux monomères choisis dans le groupe constitué d’un alcène en C2-C8, d’un diène en C4-C8, d’un monomère styrénique et d’un monomère acrylique.

Préférentiellement, l’additif modificateur d’impact comprend un copolymère issu de la copolymérisation d’au moins deux monomères choisis dans le groupe constitué de l’éthylène, du butène, du styrène, du butadiène, de l’acrylonitrile, du (méth)acrylate de (m)éthyle et du (méth)acrylate de butyle .

Dans certains modes de réalisation, l’additif modificateur d'impact est fonctionnalisé ou greffé. Le copolymère d'éthylène fonctionnalisé ou greffé peut comprendre des composés polaires, comprenant par exemple une fonction anhydride ou époxy, de préférence cycliques, préférentiellement l’anhydride maléique ou le (méth)acrylate de glycidyle.

De préférence, l’additif modificateur d’impact est choisi parmi :

- les copolymères d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle,

- les copolymères acrylonitrile-butadiène-styrène modifiés présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile- butadiène-styrène modifié,

- les copolymères styrène-éthylène/butène-styrène greffés par de l’anhydride maléique ou du méthacrylate de glycidyle,

- les copolymères éthylène-acrylate de butyle, éventuellement greffés par de l’anhydride maléique,

- les copolymères styrène-butadiène, de préférence les copolymères styrène-butadiène à blocs, de préférence les copolymères styrène-butadiène multiblocs ou diblocs,

- les copolymères styrène-éthylène/butène-styrène, de préférence les copolymères styrène-éthylène/butène-styrène à blocs, et

- l’un quelconque de leurs mélanges.

Avantageusement, l’additif modificateur d’impact est un copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle, plus avantageusement un copolymère d’éthylène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle et le méthacrylate de (m)éthyle. (M)éthyle signifie groupement méthyle ou éthyle.

(Méth)acrylate signifie acrylate ou méthacrylate.

De préférence, le copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle est un copolymère aléatoire. Un tel copolymère peut être préparé à haute pression à partir d’un mélange d'éthylène et/ou de butène et d’au moins un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle en présence d'un initiateur de polymérisation radicalaire.

Le copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle comprend de préférence de 10% à 40 % en poids, de préférence de 15% à 35% en poids, de préférence encore de 26% à 32% en poids de monomère polaire par rapport au poids total du copolymère, et de 60% à 90% en poids d’éthylène et/ou de butène, de préférence de 65% à 85% en poids, de préférence encore de 68% à 74% en poids par rapport au poids total du copolymère.

De préférence, l’additif modificateur d’impact comprend un copolymère d’éthylène et d’acrylate de méthyle.

A titre d’exemple de copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle, on peut citer les copolymères éthylène/méthylacrylate commerciaux disponibles sous la référence Lotryl ©29MA03T, de la société SK Functional Polymer, les copolymères Elvaloy® (AC1125, AC12024 S, AC1330) de la société Dow, ou les produits EMAC® SP2260, EMAC® SP2403, EMAC® SP2268 de la société Westlake.

De préférence, le polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présente un taux de butadiène allant de 60% à 80%, préférentiellement allant de 60% à 65%.

A titre d’exemple de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égale à 60% en poids, on peut citer le produit référencé KUMHO® HR 181 de la société Korea Kumho Petrochemical.

A titre d’exemple de copolymère styrène-éthylène/butène-styrène fonctionnalisé par de l’anhydride maléique, on peut citer le produit référencé SEBS-g-MA® de la société Kraton Polymer.

A titre d’exemple de copolymères styrène-éthylène/butène-styrène greffés par de l’anhydride maléique, on peut citer le produit référencé C1010® de la société Kraton Polymer. A titre d’exemple de copolymères styrène-éthylène/butène-styrène greffés par du méthacrylate de glycidyle, on peut citer le produit référencé 02520 C® de la société Graft polymer.

A titre d’exemple de copolymères éthylène-acrylate de butyle, on peut citer le produit Lucofin® 1400PN de la société Lucobit.

A titre d’exemple de copolymères éthylène-acrylate de butyle greffés par de l’anhydride maléique, on peut citer le produit Lucofin® 1492 MGH de la société Lucobit.

A titre d’exemple de copolymère styrène-butadiène, on peut citer le produit référencé SBS-C3000® de la société Kraton Polymer ou le produit référencé DENKA NSBC® de la société DENKA.

A titre d’exemple de copolymère styrène-éthylène/butène-styrène, on peut citer le produit référencé SBS-C2000® de la société Kraton Polymer.

De préférence, la teneur pondérale en additif modificateur d’impact varie de 0,5 % à 20 % en poids, de préférence de 1 % à 18 % en poids, de préférence de 1 % à 16 % en poids, de préférence de 2 % à 13 % en poids, préférentiellement de 3 % à 10 % en poids, avantageusement de 4 % à 8 % en poids par rapport au poids total de la composition.

Si la composition comprend un mélange d’au moins deux additifs modificateurs d’impact, la teneur pondérale ci-dessus définit la somme de la teneur pondérale de chaque additif modificateur d’impact.

Selon un mode de réalisation, l’additif modificateur d’impact comprend un mélange de :

- un copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle, et

- un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile- butadiène-styrène modifié.

Selon ce mode de réalisation, la teneur en copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle varie de préférence de 1 % à 15% en poids, de préférence de 2% à 12% en poids, préférentiellement de 3% à 10% en poids, plus préférentiellement de 4% à 8%, plus préférentiellement de 4% à 6% en poids par rapport au poids total de la composition.

Selon ce mode de réalisation, la teneur en polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié varie de préférence de 2% à 30% en poids, de préférence de 4% à 24% en poids, préférentiellement de 6% à 20% en poids, plus préférentiellement de 8% à 16%, plus préférentiellement de 8% à 12% en poids par rapport au poids total de la composition.

Selon ce mode de réalisation, le ratio pondéral entre le poids de copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle et le poids de polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié est de préférence supérieur ou égal à 1 , de préférence va de 1 à 10, préférentiellement de 1 ,5 à 5, avantageusement de 2 à 3.

Selon ce mode de réalisation, la teneur totale en poids en additif modificateur d’impact va de préférence de 5% à 30%, par rapport au poids total de la composition, de préférence va de 8% à 18% en poids, avantageusement va de 10 à 15% en poids.

Selon un autre mode de réalisation, l’additif modificateur d’impact comprend un mélange de :

- un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile- butadiène-styrène modifié, et

- un copolymère styrène-éthylène/butène-styrène greffé par de l’anhydride maléique.

Selon ce mode de réalisation, la teneur en polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié varie de préférence de 1% à 15% en poids, de préférence de 2% à 10% en poids, préférentiellement de 3% à 8% en poids par rapport au poids total de la composition. Selon ce mode de réalisation, la teneur en copolymère styrène-éthylène/butène-styrène greffé par de l’anhydride maléique varie de préférence de 1 % à 15% en poids, de préférence de 2% à 10% en poids, préférentiellement de 3% à 8% en poids par rapport au poids total de la composition.

Selon un autre mode de réalisation, l’additif modificateur d’impact comprend un mélange de :

- un copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle,

- un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile- butadiène-styrène modifié, et - un copolymère styrène-éthylène/butène-styrène greffé par de l’anhydride maléique.

Selon ce mode de réalisation, la teneur en copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle varie de préférence de 1% à 15% en poids, de préférence de 2% à 10% en poids, préférentiellement de 3% à 8% en poids par rapport au poids total de la composition et/ou la teneur en polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié varie de préférence de 1 % à 15% en poids, de préférence de 2% à 10% en poids, préférentiellement de 3% à 8% en poids par rapport au poids total de la composition et/ou la teneur en copolymère styrène- éthylène/butène-styrène greffé par de l’anhydride maléique varie de préférence de 1% à 15% en poids, de préférence de 2% à 10% en poids, préférentiellement de 3% à 8% en poids par rapport au poids total de la composition.

Selon un autre mode de réalisation, l’additif modificateur d’impact comprend un mélange de :

- un copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle,

- un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile- butadiène-styrène modifié, et

- un copolymère styrène-butadiène.

Selon ce mode de réalisation, la teneur en copolymère d’éthylène et/ou de butène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle, le méthacrylate de (m)éthyle et le (méth)acrylate de butyle varie de préférence de 1% à 10% en poids, de préférence de 2% à 8% en poids, préférentiellement de 3% à 7% en poids par rapport au poids total de la composition et/ou la teneur en polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié varie de préférence de 2% à 20% en poids, de préférence de 5% à 15% en poids, préférentiellement de 8% à 12% en poids par rapport au poids total de la composition et/ou la teneur en copolymère styrène-butadiène varie de préférence de 1 % à 10% en poids, de préférence de 2% à 8% en poids, préférentiellement de 3% à 7% en poids par rapport au poids total de la composition.

Ces combinaisons d’additifs modificateurs d’impact présentent un effet de synergie concernant l’amélioration de la résistance au choc IZOD de la composition. Deuxième additif

De préférence, la composition selon l’invention comprend un deuxième additif différent de l’additif modificateur d’impact.

De préférence, le deuxième additif est différent d’un copolymère d’éthylène et d’un monomère polaire choisi parmi l’acrylate de (m)éthyle et le méthacrylate de (m)éthyle.

Plus particulièrement, le deuxième additif est différent d’un modificateur d’impact tel que défini dans la présente description. Par exemple, le deuxième additif est différent d’un polymère choisi parmi le groupe constitué d’un copolymère d’éthylène et d’acrylate de méthyle, un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié, un copolymère styrène-éthylène/butène-styrène greffé par de l’anhydride maléique, un copolymère styrène-butadiène, un copolymère styrène-éthylène/butène-styrène, un copolymère éthylène-acrylate de butyle éventuellement greffé par de l’anhydride maléique.

De préférence, le deuxième additif est choisi dans le groupe constitué d'un stabilisateur UV, d'un colorant, d'un accélérateur de durcissement, d'un lubrifiant, d'un retardateur de flamme, d'un inhibiteur de polymérisation thermique, d'un agent de renforcement, d'une charge minérale, d'un diluant, d'un tensioactif, d'un photosensibilisateur, d'un plastifiant, d’un anti-oxydant, d’un additif améliorant la tenue thermique, d’un fluidisant, et l’un quelconque de leurs mélanges.

De préférence, la teneur pondérale en deuxième additif varie de 1 % à 25 % en poids, de préférence de 2 % à 20 % en poids, préférentiellement de 3 % à 16 % en poids, plus préférentiellement de 4 % à 12% en poids, avantageusement de 5 % à 10 % en poids par rapport au poids total de la composition.

Si la composition comprend un mélange d’un moins deux deuxièmes additifs, la teneur pondérale ci-dessus définit la teneur pondérale totale en deuxièmes additifs.

La présente invention concerne également un procédé de préparation d’une composition selon l’invention, comprenant une étape de mélange d’un polymère recyclé et d’un additif modificateur d’impact.

Selon un mode de réalisation, le polymère recyclé est additivé. Un polymère recyclé et additivé comprend un polymère recyclé et un deuxième additif tel que défini dans la présente description.

Selon ce mode de réalisation, le procédé de préparation comprend :

- une étape de mélange d’un polymère recyclé avec un deuxième additif, pour obtenir un polymère recyclé et additivé, et - une étape d’ajout au polymère recyclé et additivé d’un additif modificateur d’impact. Alternativement, selon ce mode de réalisation, le procédé de préparation comprend une étape de mélange d’un polymère recyclé, d’un additif modificateur d’impact et d’un deuxième additif.

L’ensemble des définitions, modes de réalisations et caractéristiques préférentielles décrits dans la description ci-dessus concernant la composition s’appliquent à toutes les variantes du procédé de préparation de l’invention.

La présente invention concerne également l’utilisation d’un additif modificateur d’impact dans une composition comprenant un polymère recyclé pour augmenter la résistance au choc de ladite composition.

Selon un mode de réalisation, la composition comprend en outre un deuxième additif différent de l’additif modificateur d’impact.

L’ensemble des définitions, modes de réalisations et caractéristiques préférentielles décrits dans la description ci-dessus concernant la composition s’appliquent à toutes les variantes de cette utilisation.

La présente invention concerne également un produit de consommation comprenant une composition selon l’invention.

La présente invention concerne en outre un procédé de fabrication d’un produit de consommation, comprenant une étape choisie parmi l’extrusion, l’injection, le moulage, le rotomoulage, le thermoformage et le calandrage d’une composition selon l’invention.

La présente invention concerne en outre l’utilisation d’une composition selon l’invention, pour la fabrication d’un produit de consommation.

La détermination de la composition décrite dans la présente description est en particulier facilitée par la mise en œuvre d’un procédé de détermination de la nature et/ou de la teneur d’un additif à ajouter dans une composition de polymère recyclé tel que décrit ci-dessous.

La présente invention concerne donc également un procédé de détermination de la nature et/ou de la teneur d’un additif à ajouter dans une composition de polymère recyclé pour obtenir une composition finale comprenant un polymère recyclé et additivé, apte à être utilisée dans une utilisation prédéfinie, notamment la fabrication d’un objet spécifique, comprenant : a) la détermination d’un premier intervalle cible de valeurs requis pour une première grandeur physique de la composition finale pour être utilisée dans l’utilisation prédéfinie, b) la mesure de la valeur de la première grandeur physique pour la composition de polymère recyclé, c) l’ajout d’un additif à la composition de polymère recyclé pour obtenir une composition de polymère recyclé et additivé à tester, d) la mesure de la valeur de la première grandeur physique de la composition de polymère recyclé et additivé à tester, pour obtenir une première valeur mesurée à tester, e) le test d’un premier critère appliqué à la première valeur mesurée à tester et au premier intervalle cible, et f) la sélection de l’additif si le premier critère est rempli, ou la réitération des étapes c) à f) si le premier critère n’est pas rempli.

De préférence, l’additif est de préférence un additif modificateur d’impact ou un deuxième additif tels que définis ci-dessus pour la composition, dans toutes les variantes prévues.

De préférence, le polymère recyclé est de préférence tel que défini ci-dessus pour la composition, dans toutes les variantes prévues.

De préférence, la première grandeur physique est la résistance au choc IZOD.

Selon un mode de réalisation, le procédé de détermination est tel que :

- l’étape a) comprend, en outre, la détermination d’un deuxième intervalle cible de valeurs requis pour une deuxième grandeur physique de la composition finale,

- l’étape b) comprend, en outre, la mesure de la valeur de la deuxième grandeur physique pour la composition de polymère recyclé,

- l’étape d) comprend, en outre, la mesure de la valeur de la deuxième grandeur physique de la composition de polymère recyclé et additivé à tester, pour obtenir une deuxième valeur mesurée à tester,

- l’étape e) comprend, en outre, le test d’un deuxième critère appliqué à la deuxième valeur mesurée à tester et au deuxième intervalle cible, et

- l’étape f) comprend la sélection de l’additif si le premier critère et le deuxième critère sont remplis, ou la réitération des étapes c) à f) si le premier critère n’est pas rempli et/ou le deuxième critère n’est pas rempli.

De préférence, la première grandeur physique et, lorsque présente, la deuxième grandeur physique, sont indépendamment :

- une propriété chimique comme la résistance à la corrosion,

- une propriété électrique comme la conductivité, la conductance, la résistance, la résistivité ou la permittivité,

- une propriété de fabrication comme l’extrudabilité ou la dureté,

- une propriété optique comme la couleur,

- une propriété mécanique comme la résistance au choc IZOD,

- une propriété physique comme le pouvoir ignifuge, ou

- une propriété thermique ou thermodynamique comme le point de ramollissement Vicat.

De préférence, l’additif est une combinaison d’au moins deux additifs distincts.

De préférence, l’additif est une combinaison d’un additif modificateur d’impact et d’au moins un deuxième additif tels que définis ci-dessus pour la composition, dans toutes les variantes prévues.

Selon un mode de réalisation particulier, la première grandeur physique est la résistance au choc IZOD, et :

- l’étape a) comprend la détermination d’un premier intervalle cible requis de la résistance au choc IZOD de la composition finale,

- l’étape b) comprend la mesure de la valeur de la résistance au choc IZOD de la composition de polymère recyclé,

- l’étape c) comprend l’ajout d’un additif à la composition de polymère recyclé pour obtenir une composition de polymère recyclé et additivé à tester,

- l’étape d) comprend la mesure de la valeur de la résistance au choc IZOD de la composition de polymère recyclé et additivé à tester, pour obtenir une valeur de la résistance au choc IZOD à tester,

- l’étape e) comprend le test d’un premier critère appliqué à la valeur de la résistance au choc IZOD à tester et au premier intervalle cible de la résistance au choc IZOD, et

- l’étape f) comprend la sélection de l’additif si le premier critère est rempli, ou la réitération des étapes c) à f) si le premier critère n’est pas rempli. Selon un autre mode de réalisation particulier, la première grandeur physique est la résistance au choc IZOD de la composition finale et la deuxième grandeur physique est une grandeur physique de la composition finale différente de la résistance au choc IZOD, et :

- l’étape a) comprend la détermination d’un premier intervalle cible requis de valeurs de la résistance au choc IZOD de la composition finale et la détermination d’un deuxième intervalle cible de valeurs requis pour la deuxième grandeur physique de la composition finale,

- l’étape b) comprend la mesure de la valeur de la résistance au choc IZOD de la composition de polymère recyclé, et la mesure de la valeur de la deuxième grandeur physique pour la composition de polymère recyclé,

- l’étape c) comprend l’ajout d’un additif à la composition de polymère recyclé pour obtenir une composition de polymère recyclé et additivé à tester,

- l’étape d) comprend la mesure de la valeur de la résistance au choc IZOD de la composition de polymère recyclé et additivé à tester pour obtenir une valeur de la résistance au choc IZOD à tester, et la mesure de la valeur de la deuxième grandeur physique de la composition de polymère recyclé et additivé à tester pour obtenir une deuxième valeur mesurée à tester,

- l’étape e) comprend le test d’un premier critère appliqué à la valeur de la résistance au choc IZOD à tester et au premier intervalle cible de la résistance au choc IZOD, et le test d’un deuxième critère appliqué à la deuxième valeur mesurée à tester et au deuxième intervalle cible, et

- l’étape f) est la sélection de l’additif si le premier critère et le deuxième critère sont remplis, ou la réitération des étapes c) à f) si le premier critère n’est pas rempli et/ou le deuxième critère n’est pas rempli.

De préférence, la deuxième grandeur physique est choisie parmi le point de ramollissement Vicat, la couleur, le module de flexion, la température de fléchissement sous charge, l’indice de fluidité, la ductilité, le pouvoir ignifuge, la résistance à la corrosion et l’injectabilité.

De préférence, dans les modes de réalisation dans lesquels la première grandeur physique est la résistance au choc IZOD, l’additif est une combinaison d’au moins deux additifs distincts, dont au moins un est un additif modificateur d’impact. De préférence, dans les modes de réalisation dans lesquels la première grandeur physique est la résistance au choc IZOD, l’intervalle cible requis de la résistance au choc IZOD est du type [x ; +«[, avec x étant un nombre réel positif égal à 8,0 kJ/m ² , de préférence égal 10,0 kJ/m ² , plus préférentiellement égal à 12,0 kJ/m ² .

De préférence, dans tous les modes de réalisation, le premier critère du procédé de détermination selon l’invention est l’appartenance de la première valeur mesurée à tester au premier intervalle cible à 10% près, de préférence l’appartenance de la première valeur mesurée à tester au premier intervalle cible.

De préférence, dans tous les modes de réalisation, le polymère recyclé est choisi parmi les polystyrènes recyclés, les polymères acrylonitrile-butadiène-styrène recyclés, et l’un quelconque de leurs mélanges.

Le procédé de détermination de la nature et/ou de la teneur d’un additif à ajouter dans une composition de polymère recyclé de l’invention permet d’obtenir une composition de polymère recyclé répondant au cahier des charges imposé par une utilisation spécifique.

La présente invention concerne donc également une composition destinée à être utilisée dans une utilisation prédéfinie, notamment la fabrication d’un objet spécifique, comprenant au moins un polymère recyclé et au moins un additif déterminé selon le procédé de détermination de la nature et/ou de la teneur d’un additif à ajouter dans une composition de polymère recyclé de l’invention.

La présente invention concerne également un procédé de préparation d’une composition destinée à être utilisée dans une utilisation spécifique, notamment la fabrication d’un objet spécifique, comprenant :

- la détermination de la nature et/ou de la teneur d’un additif suivant le procédé de détermination de la nature et/ou de la teneur d’un additif à ajouter dans une composition de polymère recyclé de l’invention, et

- le mélange d’un polymère recyclé et de l’additif sélectionné.

La présente invention concerne également un dispositif pour déterminer au moins un additif à ajouter dans une composition de polymère recyclé pour obtenir une composition de polymère recyclé et additivé apte à être utilisée dans une utilisation prédéterminée, notamment la fabrication d’un objet spécifique, comprenant : - un dispositif de mélange d’un additif et d’une composition de polymère recyclé pour obtenir une composition finale de polymère recyclé et additivé, et

- un appareil de mesure de la valeur d’une première grandeur physique de la composition de polymère recyclé et de la composition finale de polymère recyclé et additivé.

De préférence, ce dispositif comprend en outre un appareil de mesure d’une deuxième grandeur physique de la composition de polymère recyclé et de la composition finale de polymère recyclé et additivé.

De préférence, l’appareil de mesure de la valeur de la première grandeur physique de la composition de polymère recyclé et de la composition finale de polymère recyclé et additivé est un appareil de mesure de la résistance au choc IZOD.

La présente invention concerne également un système de préparation d’une composition de polymère recyclé et additivé destinée à être utilisée dans une utilisation prédéfinie, le système comportant :

- une arrivée de polymère recyclé, notamment de polymère recyclé obtenu par tri de déchets, et

- une unité d’insertion d’un additif dans le polymère recyclé.

L’ensemble des définitions, modes de réalisations et caractéristiques préférentielles décrits dans la description ci-dessus concernant la composition ou le procédé s’appliquent à toutes les variantes du procédé de détermination de l’invention, à la composition destinée à être utilisée dans une utilisation prédéfinie de l’invention, au procédé de préparation d’une composition destinée à être utilisée dans une utilisation spécifique de l’invention, au dispositif de l’invention et au système de préparation d’une composition de l’invention.

Pour toute la description, l’expression « de... à... » décrit une plage de valeurs dont les bornes sont incluses dans cette plage.

L’invention va maintenant être décrite grâce aux exemples suivants, non limitatifs.

EXEMPLES

Dans tous les exemples suivants, la résistance au choc IZOD a été déterminée suivant la norme ISO 180 (version de 2019). Les compositions marquées d’un astérisque sont comparatives.

Les teneurs sont indiquées en pourcentage en poids par rapport au poids total de composition (% massique), sauf mention contraire.

Exemple 1 : Amélioration de la résistance au choc d’ABS ou de PS recyclé

Pour préparer les compositions de cet exemple, la matière broyée recyclée est compoundée par ajout de l’additif modificateur d’impact grâce à des trémies doseuses.

Dans les compositions de cet exemple, les matériaux et additifs suivants ont été utilisés :

ABS « lot EGR0064 »

PS « lot EGR0072 »

Additif modificateur d’impact 1 : copolymère d’éthylène et d’acrylate de méthyle (Lotryl 29MA03T®)

Additif modificateur d’impact 2 : un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égal à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié (HR-181®)

Additif modificateur d’impact 3 : copolymère styrène-butadiène à blocs (C3000®)

Additif modificateur d’impact 4 : copolymère styrène-butadiène-styrène tribloc (SBS Gl®

Additif modificateur d’impact 5 : copolymère styrène-butadiène à blocs (SBS KTR 201®)

Additif modificateur d’impact 6 : copolymère styrène-éthylène/butène-styrène greffés par de l’anhydride maléique (C1010®)

[Table 1 ]

: exemple comparatif

Exemple 2 : Amélioration de la résistance au choc d’ABS ou de PS recyclé et additivé

Les compositions ont été préparées comme suit :

Dans un premier temps, la matière broyée recyclée est mélangée mécaniquement au deuxième additif. Lors du compoundage, le deuxième additif modificateur d’impact est ajouté grâce à des trémies doseuses.

Dans les compositions de cet exemple, les matériaux et additifs suivants ont été utilisés :

Additif modificateur d’impact 1 : copolymère d’éthylène et d’acrylate de méthyle (Lotryl 29MA03T®) Additif modificateur d’impact 3 : copolymère styrène-butadiène à blocs (C3000®)

Additif modificateur d’impact 5 : copolymère styrène-butadiène à blocs (SBS KTR 201®)

[Table 2] a Le deuxième additif est choisi dans le groupe constitué d'un stabilisateur UV, d'un colorant, d'un lubrifiant, d'un accélérateur de durcissement, d'un lubrifiant, d'un retardateur de flamme, d'un inhibiteur de polymérisation thermique, d'un agent de renforcement, d'une charge minérale, d'un diluant, d'un tensioactif, d'un photosensibilisateur, d'un plastifiant, d’un anti-oxydant et d’un ignifugeant.

* : exemple comparatif

[Table 3] a Le deuxième additif est choisi dans le groupe constitué d'un stabilisateur UV, d'un colorant, d'un lubrifiant, d'un accélérateur de durcissement, d'un lubrifiant, d'un retardateur de flamme, d'un inhibiteur de polymérisation thermique, d'un agent de renforcement, d'une charge minérale, d'un diluant, d'un tensioactif, d'un photosensibilisateur, d'un plastifiant, d’un anti-oxydant et d’un ignifugeant. [Table 4] a Le deuxième additif est choisi dans le groupe constitué d'un stabilisateur UV, d'un colorant, d'un lubrifiant, d'un accélérateur de durcissement, d'un lubrifiant, d'un retardateur de flamme, d'un inhibiteur de polymérisation thermique, d'un agent de renforcement, d'une charge minérale, d'un diluant, d'un tensioactif, d'un photosensibilisateur, d'un plastifiant, d’un anti-oxydant et d’un ignifugeant.

* : exemple comparatif

Ces résultats montrent que 1) l’ajout du deuxième additif diminue encore la résistance au choc des polymères recyclés, et 2) que l’ajout d’un additif modificateur d’impact permet d’améliorer significativement la résistance au choc de ces polymères recyclés et additivés.

Exemple 3 : Effet de synergie entre au moins deux additifs modificateurs d’impact selon l’invention

Pour préparer les compositions de cet exemple, la matière broyée recyclée est compoundée par ajout du ou des additifs choisis parmi les additifs modificateurs d’impact grâce à des trémies doseuses.

Dans les compositions de cet exemple, les matériaux et additifs suivants ont été utilisés :

ABS « lot EGR0064 » Additif modificateur d’impact 1 : copolymère d’éthylène et d’acrylate de méthyle (Lotryl 29MA03T®)

Additif modificateur d’impact 2 : un polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié présentant un taux de butadiène supérieur ou égale à 60% en poids par rapport au poids total du polymère acrylonitrile-butadiène-styrène modifié (HR-181®)

[Table 5] A quantité d’additif modificateur d’impact équivalente, les compositions comprenant un mélange de deux modificateurs d’impact présentent une meilleure résistance au choc que les compositions comprenant un seul modificateur d’impact, ce qui démontre un effet de synergie entre ces deux additifs modificateurs d’impact.