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Conduits formés d'un tube métallique gainé
L'invention concerne des conduits formés d'un tube métallique recouvert d'une couche de protection, utilisés pour les circuits d'eau chaude ou d'eau froide, notamment pour les installations sanitaires ou pour les circuits d'eau des systèmes de chauffage.
Il est connu de recouvrir les conduits utilisés pour les circuits d'eau au moyen d'une couche de protection.
Des compositions à base de polychlorure de vinyle ont déjà été utilisées à cette fin.
Plus récemment, pour des raisons environnementales, des compositions à base de polychlorure de vinyle comprenant un stabilisant exempt de plomb ont été proposées comme couche d'isolation thermique et acoustique pour des tubes en cuivre (EP 0732533-AI)
Cette couche présente néanmoins le désavantage de ne pas se caractériser par une densité faible. En outre, elle ne présente pas une bonne isolation thermique et acoustique.
Les quantités de matière plastique à mettre en oeuvre peuvent être importantes, ce qui n'est pas économiquement viable et alourdit inutilement le tube
La présente invention a pour objet des conduits formés d'un tube métallique recouvert d'une couche de matière plastique qui assure la protection du tube métallique vis-à-vis de tout agent extérieur, qui adhère bien au tube et qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus.
A cet effet, l'invention concerne des conduits formés d'un tube métallique recouvert d'une couche de protection constituée d'une composition à base de polychlorure de vinyle comprenant au moins un stabilisant thermique primaire exempt de plomb selon lesquels la composition à base de polychlorure de vinyle comprend au moins un agent gonflant.
Par tube métallique, on entend désigner, aux fins de la présente invention, tout tube en métal mais également en alliage comme par exemple les différents types d'acier (acier doux, acier dur, acier inoxydable, acier galvanisé etc. ) Le tube métallique est de préférence un tube en cuivre.
Par polychlorure de vinyle, on entend désigner, aux fins de la présente invention, aussi bien les homopolymères du chlorure de vinyle que ses
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copolymères contenant des unités monomériques dérivées d'un ou de plusieurs comonomères. Ces copolymères peuvent être des copolymères statistiques, séquencés, ou encore des copolymères greffés sur un tronc quelconque. A titre d'exemples de comonomères du chlorure de vinyle, on peut citer les oléfines telles que l'éthylène, le propylène et le styrène, les esters tels que l'acétate de vinyle et les acrylates et les méthacrylates d'alkyle, les dérivés vinylidéniques tels que le chlorure et de fluorure de vinylidène.
De préférence, les compositions suivant l'invention sont à base d'homopolymères du chlorure de vinyle.
Le mode de fabrication des polymères du chlorure de vinyle mis en oeuvre peut être quelconque. On peut donc utiliser des polymères du chlorure de vinyle obtenus par polymérisation en masse, en phase gazeuse, en solution, en émulsion ou en suspension aqueuse.
De préférence, les polymères du chlorure de vinyle utilisés pour la fabrication des compositions selon l'invention sont des polymères préparés en suspension aqueuse.
L'agent gonflant, utilisé aux fins de la présente invention, est choisi parmi les agents gonflants habituellement utilisés pour générer des cellules dans les matières plastiques tels que décrits dans l'ouvrage intitulé Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, second edition, vol. 2,1985, p. 434-446. De préférence, l'agent gonflant est un agent gonflant du type chimique. Par agent gonflant du type chimique, on entend désigner un agent gonflant qui produit un gaz suite à une réaction chimique. Celle-ci peut être une décomposition thermique ou, dans certains cas, une réaction entre l'agent gonflant et un autre composé introduit à cette fin ("Kicker").
Parmi les agents gonflants du type chimique, on peut citer le bicarbonate de sodium, le dinitrosopentaméthylènetétramine, les hydrazides de sulfonyl comme par exemple l'hydrazide de p-toluènesulfonyle et l'hydrazide de 4, 4' -oxybis (benzènesulfonyle), l'azodicarbonamide, le semicarbazide de p-toluènesulfonyle, le 5-phényltétrazole, le diisopropylhydrazodicarboxylate, le 5-phényl-3, 6-dihydro-l, 3, 4-oxadiazin-2one, le trihydrazinotriazine, l'azobisisobutyronitrile, le borohydrure de sodium et leurs mélanges.
La quantité d'agent gonflant est en général d'au moins 0,01 partie, de préférence d'au moins 0,1 partie, de manière tout particulièrement préférée d'au moins 0,3 partie pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle. De même, la quantité d'agent gonflant présente dans la composition est habituellement au
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plus égale à 15 parties, de préférence au plus égale à 10 parties, de manière tout particulièrement préférée au plus égale à 5 parties pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle.
Tous les stabilisants thermiques primaires exempts de plomb usuellement utilisés dans les compositions de polymères du chlorure de vinyle conviennent généralement à la réalisation des compositions selon l'invention. A titre d'exemples de pareils stabilisants primaires exempts de plomb, on peut citer les organo-étains, les systèmes baryum-cadmium et calcium-zinc
Comme stabilisant thermique primaire exempt de plomb, on préfère utiliser des systèmes calcium-zinc A titre d'exemples de systèmes calcium-zinc, on peut citer les sels de zinc et de calcium d'acides aliphatiques monocarboxyliques ayant de 6 à 30 atomes de carbone tels que par exemple les acides stéarique, hydroxystéarique, palmitique, 2-éthylhexanoïque etc On donne la préférence aux hydroxystéarate ou stéarate de calcium et de zinc.
La proportion relative du calcium au zinc est généralement de 1 à 5 atomes de calcium pour 1 atome de zinc.
Les doses des stabilisants thermiques primaires exempts de plomb sont celles utilisées usuellement pour les compositions de polymères du chlorure de vinyle La composition à base de polychlorure de vinyle comprend en général une quantité d'au moins 0, 1 partie, de préférence d'au moins 0,3 partie, de manière tout particulièrement préférée d'au moins 0,5 partie de stabilisant thermique primaire exempt de plomb dans 100 parties de polychlorure de vinyle La composition à base de polychlorure de vinyle comprend en général une quantité inférieure ou égale à 10 parties, de préférence inférieure ou égale à 5 parties, de manière tout particulièrement préférée inférieure ou égale à 3 parties d'un stabilisant thermique primaire exempt de plomb pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle.
La composition à base de polychlorure de vinyle peut contenir un plastifiant. Tous les plastifiants usuellement utilisés dans les compositions de polychlorure de vinyle conviennent généralement à la réalisation des compositions selon l'invention. A titre d'exemples de pareils plastifiants, on peut citer les phtalates, les adipates, les azélates, les sébaçates, les esters d'alcools à chaînes droites, les hydrocarbures, les paraffines chlorées, les phosphates et leurs mélanges
La composition à base de polychlorure de vinyle comprend en général au moins 15 parties, de préférence au moins 30 parties d'au moins un plastifiant pour
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100 parties en poids de polychlorure de vinyle En général, la composition comprend au plus 100 parties,
de préférence au plus 70 parties d'au moins un plastifiant pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle.
Outre les additifs définis précédemment, la composition à base de polychlorure de vinyle peut comprendre certains autres ingrédients usuellement utilisés pour la mise en oeuvre du polychlorure de vinyle tels que des costabi- lisants, des agents facilitant la mise en oeuvre et des charges Ces ingrédients sont présents dans les concentrations usuelles.
Comme costabilisants, on peut mettre en oeuvre ceux qui sont habituellement utilisés dans les compositions de polychlorure de vinyle Ainsi lorsque la composition à base de polychlorure de vinyle contient un système calcium-zinc comme stabilisant thermique primaire, on peut mettre en oeuvre les costabilisatns habituels de telles compositions.
A titre d'exemples, on peut citer l'hydrotalcite, les dérivés époxydés tels que les résines époxyde, les esters époxydés comme l'huile de soja époxydée et l'époxystéarate d'octyle ; les béta-dicétones telles que
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le stéaroylbenzoylméthane, le dibenzoylméthane, le lauroylbenzoylméthane, le myristoylbenzoylméthane, le palmitoylbenzoylméthane ; les polyols tels que le pentaérytritol, le triméthylolpropane et leurs dimères, le trihydroxyéthylisocyanurate, les dérivés du pentaérythritol tels que les diphosphites de bis (alkyl) ou de bis (alkylphényl) de pentaérythrirol ; les esters partiels de pentaérythritol,
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l'alphaphénylindol ; l'indol ; les acides a, p-y, ô alkadiénoïques ; les dérivés du type acétylacétonate métalliques ;
les dérivés alkylés et carboxylés de la 1, 4-dihydropyridine et leurs mélanges.
En général, la composition comprend au moins 0, 01 partie, de préférence au moins 0,1 partie, de manière tout particulièrement préférée au moins 0,3 partie d'au moins un costabilisant pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle.
En général, la composition comprend au plus 8 parties, de préférence au plus 5 parties, de manière tout particulièrement préférée au plus 2 parties d'au moins un costabilisant pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle.
Comme agents facilitant la mise en oeuvre, on peut mettre en oeuvre ceux qui sont habituellement utilisés pour la réalisation de compositions de polychlorure de vinyle. A titre d'exemple, on peut citer les copolymères acryliques tels les copolymères de méthacrylate de méthyle et d'acrylate d'éthyle
En général, la composition de polychlorure de vinyle comprend au plus 6 parties d'au moins un agent facilitant la mise en oeuvre pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle. De préférence, elle comprend au plus 5 parties,
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de manière tout particulièrement préférée au plus 3 parties d'au moins un agent facilitant la mise en oeuvre pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle.
La composition comprend en général au moins 0,1 partie, de préférence au moins 0,5 partie d'au moins un agent facilitant la mise en oeuvre pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle. La composition peut ne pas contenir d'agent facilitant la mise en oeuvre.
Comme charges, on peut mettre en oeuvre celles habituellement utilisées pour la réalisation de compositions de polychlorure de vinyle. A titre d'exemples, on peut citer les charges minérales telles la silice ; les silicates comme l'asbeste, le talc, la wollastonite et le mica, les sulfates de métaux alcalino-terreux ; les charges de type carbonate de calcium comme la craie, le carbonate de calcium précipité, la calcite, la dolomite et le calcaire ainsi que leurs mélanges La charge la plus fréquemment utilisée est la craie
En général, la composition de polychlorure de vinyle comprend au plus 80 parties, de préférence au plus 60 parties de charge pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle.
La composition de polychlorure de vinyle comprend en général au moins 3 parties, de préférence au moins 5 parties de charge pour 100 parties en poids de polychlorure de vinyle. La composition peut ne pas contenir de charge
La composition à base de polychlorure de vinyle peut en outre comprendre des ingrédients tels des retardateurs de flamme, des pigments ou des fongicides Ces ingrédients sont présents dans les concentrations usuelles.
La couche de protection est de préférence déposée sur le tube métallique par coextrusion.
L'invention concerne également un procédé pour l'obtention des conduits selon l'invention. Le procédé selon l'invention consiste à déposer la couche de protection sur le tube métallique par la technique de coextrusion.
L'invention présente de multiples avantages. En particulier, elle assure la protection des tubes métalliques qui sont disposés de manière apparente vis-à-vis d'agents extérieurs responsables de l'apparition de corrosion tels que l'oxygène de l'air, l'humidité ambiante ou les agents chimiques utilisés à proximité (produits d'entretien par exemple). La couche de matière plastique assure également la protection des tubes métalliques se trouvant noyés, par exemple dans les chapes en béton, qui, en l'absence de celle-ci, se corrodent rapidement.
L'épaisseur de la couche de matière plastique est telle qu'elle protège par ailleurs très efficacement le tube métallique de tout type de griffes
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De manière inattendue, la couche de matière plastique assure de manière performante l'isolation thermique et l'isolation acoustique du tube métallique et cela même pour des quantités de matière plastique mises en oeuvre peu élevées.
La couche de matière plastique se caractérise avantageusement par une densité faible. Un autre avantage de la couche de matière plastique est son coût qui est peu élevé par rapport aux couches de protection connues de l'art antérieur La couche de matière plastique présente également une adhérence parfaite au tube métallique. Elle présente de plus l'avantage d'être respectueuse vis-à-vis de l'environnement.
Les conduits formés en recouvrant les tubes métalliques de la couche de matière plastique selon l'invention sont très faciles à installer et à agencer, même pour une personne non-expérimentée, et cela sans qu'il soit nécessaire de disposer d'un outillage sophistiqué. Il est par ailleurs très facile d'en remplacer un morceau défectueux sans pour cela devoir remplacer toute une partie de l'installation. Ces conduits peuvent par ailleurs être peints sans aucune difficulté
Ces conduits sont habituellement utilisés pour les circuits d'eau chaude ou d'eau froide dans les habitations. En particulier, ils sont utilisés pour les installations sanitaires ou pour les circuits d'eau des systèmes de chauffage.
Les exemples qui suivent sont destinés à illustrer la présente invention sans toutefois en limiter la portée. Dans l'exemple comparatif 1, la composition à base de polychlorure de vinyle ne comprend pas d'agent gonflant Les exemples 2 et 3 sont réalisés selon l'invention.
Exemples 1 à 3
Les exemples qui suivent ont été réalisés en utilisant comme polymère, un polychlorure de vinyle obtenu par polymérisation en suspension aqueuse et caractérisé par un indice de viscosité de 128 mesuré dans la cyclohexanone à 25 C selon la norme ISO R 174-1961 (E), soit un nombre K de 71 selon la norme DIN 53726.
Dans un mélangeur rapide, on prépare, à une température de l'ordre de 100 C, un mélange des composants indiqués au tableau 1, les quantités étant exprimées en parties en poids. L'ensemble de la composition est ensuite gélifié dans une extrudeuse à double vis corotatives dans laquelle la température reste inférieure à 150 C. Les joncs extrudés sont ensuite granulés à la sortie de l'extrudeuse et les granulés refroidis.
Pour déposer la couche de protection sur les tubes, les granulés obtenus sont coextrudés sur les tubes en cuivre dans une extrudeuse monovis Nokia
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Maillefer à une température de 180 C, avec un débit de coextrusion de 250 à 400 kg/h. La vitesse de tirage du tuyau est de l'ordre de 40 à 70 m/minute.
La densité, mesurée à 23 C selon la norme ISO 1183A, de la couche de protection préparée selon la procédure décrite ci-dessus mais en l'absence d'un tube en cuivre, est donnée au tableau 1
Tableau 1
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<tb>
<tb> Composition <SEP> Exemples
<tb> (parties <SEP> en <SEP> poids) <SEP> 123
<tb> polychlorure <SEP> de <SEP> vinyle <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> hydroxystéarate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 1,2 <SEP> 1,2 <SEP> 1,2
<tb> stéarate <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 0,6 <SEP> 0,6 <SEP> 0,6
<tb> hydrotalcite <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3
<tb> ditriméthylolpropane <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3
<tb> agent <SEP> 9acrylique)
<SEP> de <SEP> mise <SEP> en <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> oeuvre
<tb> dioctylphtalate <SEP> 35 <SEP> 35 <SEP> 35
<tb> paraffine <SEP> chlorée <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 15
<tb> Ti02 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> craie <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> azodicarbonamide <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 2
<tb> Densité <SEP> à <SEP> 23 <SEP> C <SEP> 1,332 <SEP> 1,195 <SEP> 1, <SEP> 190
<tb>
Comme le montre le tableau 1, l'ajout d'un agent gonflant à une composition à base de polychlorure de vinyle stabilisée par un composé organique contenant du calcium et du zinc, provoque une diminution de la densité. Par ailleurs, on observe une amélioration de l'isolation thermique et acoustique des tubes métalliques lorsque la composition à base de polychlorure de vinyle, utilisée pour les protéger, comprend un agent gonflant.