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FR3112781A1 - HEAT REPAIRING AND THERMOFORMABLE POLYURETHANE POLYMER - Google Patents

HEAT REPAIRING AND THERMOFORMABLE POLYURETHANE POLYMER Download PDF

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FR3112781A1
FR3112781A1 FR2007640A FR2007640A FR3112781A1 FR 3112781 A1 FR3112781 A1 FR 3112781A1 FR 2007640 A FR2007640 A FR 2007640A FR 2007640 A FR2007640 A FR 2007640A FR 3112781 A1 FR3112781 A1 FR 3112781A1
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FR
France
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polymer
metal
hybrid
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polyurethane
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Withdrawn
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FR2007640A
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French (fr)
Inventor
Stephane Delalande
Laurence Rozes
Alice TONNELIER
Lionel Nicole
Remi Perrin
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Soprema SAS
PSA Automobiles SA
Sorbonne Universite
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Soprema SAS
PSA Automobiles SA
Sorbonne Universite
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Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Soprema SAS, PSA Automobiles SA, Sorbonne Universite filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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Abstract

POLYMÈRE DE POLYURÉTHANE THERMORÉPARANT ET THERMOFORMABLE Procédé de préparation d’un polymère de polyuréthane hybride, comprenant une étape de mise en réaction de précurseurs inorganiques et/ou hybrides inorganiques/organiques comprenant un métal, avec un pré-polymère de polyuréthane comprenant des groupes fonctionnels complexant ledit métal, pour l’obtention du polymère de polyuréthane hybride dans lequel un taux d’hybridation, défini par le nombre de fonctions complexantes sur le nombre d’atomes métalliques, est supérieur à 1. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 1)HEAT REPAIRING AND THERMOFORMABLE POLYURETHANE POLYMER Process for preparing a hybrid polyurethane polymer, comprising a step of reacting inorganic precursors and/or inorganic/organic hybrids comprising a metal, with a polyurethane pre-polymer comprising complexing functional groups said metal, for obtaining the hybrid polyurethane polymer in which a hybridization rate, defined by the number of complexing functions on the number of metal atoms, is greater than 1. (Figure to be published with the abstract: Figure 1)

Description

POLYMÈRE DE POLYURÉTHANE THERMORÉPARANT ET THERMOFORMABLEHEAT REPAIRING AND THERMOFORMABLE POLYURETHANE POLYMER

L’invention a trait au domaine des matériaux en polyuréthanes, et plus particulièrement au recyclage, thermoformage et réparation de tels matériaux.The invention relates to the field of polyurethane materials, and more particularly to the recycling, thermoforming and repair of such materials.

Les polymères de polyuréthanes sont issus d’une réaction entre des molécules d’isocyanate et des molécules d’alcool. Les polyuréthanes sont très utilisés dans l’industrie, notamment dans l’industrie automobile, où ils concourent à la fabrication de certaines pièces de véhicules. Les polyuréthanes servent en outre à améliorer l’isolation thermique et acoustique, tout en assurant une protection des pièces métalliques contre la rouille.Polyurethane polymers result from a reaction between isocyanate molecules and alcohol molecules. Polyurethanes are widely used in industry, particularly in the automotive industry, where they contribute to the manufacture of certain vehicle parts. Polyurethanes are also used to improve thermal and acoustic insulation, while ensuring protection of metal parts against rust.

Les polymères de polyuréthanes sont le plus souvent sous forme thermodurcissable, ce qui signifie qu’une fois réticulés, ils ne peuvent pas être refondus et réutilisés. Il est connu de réinjecter du polyuréthane recyclé sous forme pulvérulente dans du produit vierge au moment de l'injection, en tant que matériau de charge. Ce type de recyclage n’est que partiel et manque d’être satisfaisant.Polyurethane polymers are most often in thermosetting form, which means that once cross-linked, they cannot be re-melted and reused. It is known to reinject recycled polyurethane in powder form into the virgin product at the time of injection, as filler material. This type of recycling is only partial and fails to be satisfactory.

Le document de brevet US 2019/0359823 A1 divulgue un polyuréthane thermoplastique fabriqué à partir d’une composition de poly-isocyanates, d’au moins un agent d’allongement des chaînes fonctionnelles et d’une composition de polyols. Les polyols peuvent comprendre un polyester avec un acide carboxylique aromatique ou une fonction alcool, le poly-isocyanate préféré pour ce polyuréthane étant un di-isocyanate. Ce polyuréthane n’est pas adapté pour être autoréparant, mais peut cependant être utilisé pour former des corps d’objets.Patent document US 2019/0359823 A1 discloses a thermoplastic polyurethane made from a composition of polyisocyanates, at least one functional chain extender and a composition of polyols. The polyols can comprise a polyester with an aromatic carboxylic acid or an alcohol function, the preferred poly-isocyanate for this polyurethane being a di-isocyanate. This polyurethane is not adapted to be self-healing, but can however be used to form the bodies of objects.

Le document de brevet publié EP 3 235 843 A1 divulgue une résine de polyuréthane autoréparante. Cette résine est fabriquée grâce à un mélange comprenant un poly-isocyanate et un polyol, le polyol comprenant un groupement carbonate et/ou un groupement ester. Le poly-isocyanate est lui-même composé d’un mélange entre un poly-isocyanate aliphatique et/ou un poly-isocyanate araliphatique. Cette résine de polyuréthane présente une dureté élevée en raison d’un taux de réticulation important et est destinée à former des revêtements présentant une certaine résistance à l’abrasion, à la lumière et aux intempéries. Cette résine permet en outre une autoréparation d’éventuelles fissures ou détériorations qui peuvent apparaître à la surface. Cette résine n’est pas véritablement adaptée à la production de corps d’objets.Published patent document EP 3 235 843 A1 discloses a self-healing polyurethane resin. This resin is manufactured using a mixture comprising a polyisocyanate and a polyol, the polyol comprising a carbonate group and/or an ester group. The poly-isocyanate is itself composed of a mixture between an aliphatic poly-isocyanate and/or an araliphatic poly-isocyanate. This polyurethane resin has a high hardness due to a high crosslinking rate and is intended to form coatings with a certain resistance to abrasion, light and weathering. This resin also allows self-repair of any cracks or damage that may appear on the surface. This resin is not really suitable for the production of object bodies.

L’invention a pour objectif de pallier au moins l’un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de fabriquer un polymère de polyuréthane injectable, thermoformable et thermoréparant, en vue d’être réutilisé ou recyclé.The object of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the aforementioned state of the art. More particularly, the invention aims to manufacture an injectable, thermoformable and heat-repairing polyurethane polymer, with a view to being reused or recycled.

Par thermoréparant, on entend que le polymère de polyuréthane peut se réparer après chauffage dudit polymère. Par thermoformable, on entend un matériau, notamment sous forme de plaque, qui est chauffé pour être mis en forme avec ou sans moule.By heat-repairing, it is meant that the polyurethane polymer can be repaired after heating said polymer. By thermoformable is meant a material, in particular in the form of a plate, which is heated to be shaped with or without a mould.

L’invention a pour objet un procédé de préparation d’un polymère de polyuréthane hybride, comprenant une étape de mise en réaction de précurseurs inorganiques et/ou hybrides inorganiques/organiques, comprenant un métal, avec un pré-polymère de polyuréthane comprenant des groupes fonctionnels complexant ledit métal, pour l’obtention du polymère de polyuréthane hybride dans lequel un taux d’hybridation, défini par le nombre de fonctions complexantes sur le nombre d’atomes métalliques, est supérieur à 1.The subject of the invention is a method for preparing a hybrid polyurethane polymer, comprising a step of reacting inorganic and/or inorganic/organic hybrid precursors, comprising a metal, with a polyurethane prepolymer comprising groups functions complexing said metal, for obtaining the hybrid polyurethane polymer in which a degree of hybridization, defined by the number of complexing functions over the number of metal atoms, is greater than 1.

Par nombre de fonctions complexantes, on entend le nombre de groupes fonctionnels complexant le métal.By number of complexing functions is meant the number of functional groups complexing the metal.

Ainsi, l’invention permet la fabrication d’un polymère hybride à base de polyuréthane à groupements fonctionnels (ou complexants). Ce polymère a la particularité d’être thermoréparant avec une température de réparation de préférence comprise entre 60°C et 120°C, et auto-assemblant. De plus, ce polymère est plus facile à fabriquer que les polymères connus. Les polymères obtenus sont également thermoformables et injectables dans des moules afin de fabriquer diverses pièces ou éléments avantageusement utilisables dans des domaines non limitatifs tels que le bâtiment, l’aéronautique, l’automobile, le médical et le transport. Ces polymères de polyuréthane sont également recyclables, puisque ces polymères peuvent être, dans un premier temps, fabriqués puis granulés pour être refondus ultérieurement. Le module d’élasticité de ces polymères de polyuréthane selon l’invention est en outre augmenté, du fait de la présence de la composante inorganique ou hybride. Le polymère obtenu peut donc être rigide ou être un élastomère.Thus, the invention allows the manufacture of a hybrid polymer based on polyurethane with functional (or complexing) groups. This polymer has the particularity of being heat-repairing with a repair temperature preferably between 60°C and 120°C, and self-assembling. In addition, this polymer is easier to manufacture than known polymers. The polymers obtained can also be thermoformed and injected into molds in order to manufacture various parts or elements advantageously usable in non-limiting fields such as building, aeronautics, automotive, medical and transport. These polyurethane polymers are also recyclable, since these polymers can be first manufactured and then granulated to be remelted later. The modulus of elasticity of these polyurethane polymers according to the invention is further increased, due to the presence of the inorganic or hybrid component. The polymer obtained can therefore be rigid or be an elastomer.

Selon un mode avantageux de l’invention, le pré-polymère de polyuréthane comprenant des groupes fonctionnels complexant le métal du précurseur est obtenu par une réaction mise en œuvre entre des monomères dérivés de polyols et des monomères dérivés de di-isocyanates, les monomères dérivés de polyols portant des groupements complexants et étant choisis dans le groupe constitué par un acide carboxylique, une amine, un alcool et une β-dicétone, ou toute combinaison.According to an advantageous embodiment of the invention, the polyurethane prepolymer comprising functional groups complexing the metal of the precursor is obtained by a reaction implemented between monomers derived from polyols and monomers derived from di-isocyanates, the monomers derived polyols carrying complexing groups and being chosen from the group consisting of a carboxylic acid, an amine, an alcohol and a β-diketone, or any combination.

Le polymère de polyuréthane hybride obtenu comprend des chaînes macromoléculaires avec des fonctions pendantes et/ou terminales, une partie des fonctions étant liées à des centres métalliques, et une autre partie des fonctions restant libres.The hybrid polyurethane polymer obtained comprises macromolecular chains with pendent and/or terminal functions, part of the functions being linked to metal centers, and another part of the functions remaining free.

De manière préférentielle, le nombre de fonctions portées par les monomères de polyols est supérieur au nombre de précurseurs inorganiques ou de précurseurs hybrides inorganiques/organiques. Avantageusement, les fonctions des monomères de polyols sont pendantes et/ou terminales.Preferably, the number of functions carried by the polyol monomers is greater than the number of inorganic precursors or inorganic/organic hybrid precursors. Advantageously, the functions of the polyol monomers are pendent and/or terminal.

Avantageusement, le taux d’hybridation est inférieur à 3. Le demandeur a montré que les meilleurs effets de l’invention sont obtenus pour cette gamme de valeur. Ces valeurs permettent d’obtenir le meilleur compromis entre les caractéristiques mécaniques et la réparabilité du matériau.Advantageously, the hybridization rate is less than 3. The applicant has shown that the best effects of the invention are obtained for this range of values. These values make it possible to obtain the best compromise between the mechanical characteristics and the repairability of the material.

Les dérivés de polyols portant les groupements complexants peuvent être de préférence des composés de type acide diméthylolpropionique (dont la dénomination commerciale est « DMPA®»), et/ou du polypropylène glycol (dont l’acronyme est « PPG »). Avantageusement, d’autres composés du type di-ols connus de l’homme du métier peuvent être utilisés.The polyol derivatives bearing the complexing groups can preferably be compounds of the dimethylolpropionic acid type (whose trade name is “ DMPA® ”), and/or polypropylene glycol (whose acronym is “PPG”). Advantageously, other compounds of the diol type known to those skilled in the art can be used.

Le monomère de dérivé de di-isocyanate peut être le di-isocyanate de diphénylméthane (dont l’acronyme est « MDI »), le di-isocyanate de toluène (dont l’acronyme est « TDI »), ou aliphatique, tel que di-isocyanate d’hexaméthylène (dont l’acronyme est « HDI ») et le di-isocyanate d’isophorone (dont l’acronyme est « IPDI »).The di-isocyanate derivative monomer can be diphenylmethane di-isocyanate (whose acronym is "MDI"), toluene di-isocyanate (whose acronym is "TDI"), or aliphatic, such as di -hexamethylene isocyanate (whose acronym is "HDI") and isophorone di-isocyanate (whose acronym is "IPDI").

Selon un mode avantageux de l’invention, les précurseurs inorganiques et/ou hybrides inorganiques/organiques sont aptes à réagir avec les monomères dérivés de polyols fonctionnels portant les fonctions complexantes.According to an advantageous mode of the invention, the inorganic precursors and/or inorganic/organic hybrids are capable of reacting with the monomers derived from functional polyols bearing the complexing functions.

Selon un mode avantageux de l’invention, les précurseurs inorganiques ou hybrides inorganiques/organiques sont choisis parmi le groupe constitué par des alcoxydes métalliques, des oxoalcoxydes métalliques, des oxydes métalliques, ou toute combinaison.According to an advantageous embodiment of the invention, the inorganic or inorganic/organic hybrid precursors are chosen from the group consisting of metal alkoxides, metal oxoalkoxides, metal oxides, or any combination.

Selon un mode avantageux de l’invention, le métal est choisi dans le groupe constitué par le titane, le zirconium, l’aluminium, le fer, le zinc ou toute combinaison.According to an advantageous mode of the invention, the metal is chosen from the group consisting of titanium, zirconium, aluminum, iron, zinc or any combination.

Les produits de départ, donc le pré-polymère et les précurseurs, peuvent être dissous, au besoin, dans un solvant de type diméthylformamide (dont l’acronyme est « DMF »), tétrahydrofurane (dont l’acronyme est « THF ») ou tout autre solvant approprié, tel que les solvants chlorés (chloroforme et chlorure de méthylène), ou solvants aromatiques, tels que le toluène et le xylène.The starting products, therefore the pre-polymer and the precursors, can be dissolved, if necessary, in a solvent of the dimethylformamide type (whose acronym is "DMF"), tetrahydrofuran (whose acronym is "THF") or any other suitable solvent, such as chlorinated solvents (chloroform and methylene chloride), or aromatic solvents, such as toluene and xylene.

Les quantités, en masse, de pré-polymère de polyuréthane et de précurseur sont respectivement de y1(g) et de y2(g), y2étant calculé en fonction du taux de fonctions pendantes du pré-polymère et du taux d’hybridation X voulu, selon l’équation suivante :The quantities, by mass, of polyurethane prepolymer and of precursor are respectively y 1 (g) and y 2 (g), y 2 being calculated according to the rate of pendant functions of the prepolymer and the rate of desired hybridization X, according to the following equation:

où Mm = masse moléculaire du polyol présentant la fonction complexante, Me = Métal, et X = taux d’hybridation.where Mm = molecular mass of the polyol presenting the complexing function, Me = Metal, and X = hybridization rate.

Bien que le procédé puisse être mis en œuvre à température ambiante, il est avantageux d’effectuer le procédé à des températures situées entre 40°C et 70°C, et de préférence entre 50°C et 70°C, pendant des durées pouvant aller jusqu’à 8h si la température de mise en œuvre est proche de la température ambiante, jusqu’à environ 4h pour des températures typiques de 50°C à 70°C. Préférentiellement, pour une température de 60°C, la durée de réaction est d’environ 1 heure. Les températures et les durées de réactions sont avantageusement choisies pour la mise en œuvre complète de la réaction. Plus la température est élevée, plus la réaction est rapide.Although the method can be implemented at ambient temperature, it is advantageous to carry out the method at temperatures between 40° C. and 70° C., and preferably between 50° C. and 70° C., for times which may up to 8 hours if the processing temperature is close to room temperature, up to about 4 hours for typical temperatures of 50°C to 70°C. Preferably, for a temperature of 60° C., the reaction time is approximately 1 hour. The reaction temperatures and times are advantageously chosen for the complete implementation of the reaction. The higher the temperature, the faster the reaction.

Selon un mode avantageux de l’invention, le procédé de préparation du polymère de polyuréthane hybride comprend une étape de préparation du pré-polymère de polyuréthane fonctionnalisé, comprenant les sous-étapes suivantes :According to an advantageous embodiment of the invention, the process for preparing the hybrid polyurethane polymer comprises a step for preparing the functionalized polyurethane prepolymer, comprising the following sub-steps:

  1. dissolution d’une quantité x3(g) d’un premier monomère dérivé de polyol dans un solvant, tel que le DMF ou le THF ;dissolving a 3x amount (g) of a first polyol-derived monomer in a solvent, such as DMF or THF;
  2. introduction dans un récipient d’une quantité x1(g) d’un monomère dérivé de di-isocyanate, puis de la quantité x3(g) du premier monomère dérivé de polyol dissous dans le solvant et optionnellement d’une quantité x2 (g) d’un second monomère dérivé de polyol différent du premier monomère de polyol ;introduction into a container of a quantity x1(g) of a monomer derived from di-isocyanate, then the quantity x3(g) the first monomer derived from polyol dissolved in the solvent and optionally an amount x2 (g) a second polyol-derived monomer different from the first polyol monomer;
  3. chauffage du récipient, de préférence sous atmosphère inerte, par exemple sous azote ou sous argon, à des températures comprises typiquement entre 70°C et 100°C, sous agitation mécanique.heating of the container, preferably under an inert atmosphere, for example under nitrogen or under argon, at temperatures typically comprised between 70° C. and 100° C., with mechanical stirring.

Le taux de fonctions isocyanate peut être suivi par dosage en retour selon la norme ISO-14896, afin de déterminer la fin de la réaction. Le pourcentage de fonctions isocyanate dans le pré-polymère est déterminé par la formule suivante :The level of isocyanate functions can be monitored by back assay according to the ISO-14896 standard, in order to determine the end of the reaction. The percentage of isocyanate functions in the pre-polymer is determined by the following formula:

où Mm = masse moléculaire.where Mm = molecular weight.

Une fois ce pourcentage obtenu, l’étape de préparation du pré-polymère de polyuréthane fonctionnalisé du procédé peut comprendre une sous-étape d) d’ajout d’une quantité x4(g) d’un produit permettant la neutralisation des terminaisons de chaînes, tel que des amines primaires, par exemple la butylamine, des amines tertiaires, par exemple la diméthylcyclohexylamine ou le diaza-1,4-bicyclo[2.2.2]octane (dont l’acronyme est « DABCO »). La quantité de produit de neutralisation des terminaisons de chaînes est calculée en fonction du dosage en retour des fonctions isocyanate précédemment déterminé. La fin de la synthèse est également déterminée par le dosage en retour, lorsque la teneur en fonctions isocyanate devient nulle. Un taux, défini par la formule Math 3, est préférentiellement choisi avec une valeur située entre 1,1 à 1,3.Once this percentage has been obtained, the step of preparing the functionalized polyurethane prepolymer of the process may comprise a sub-step d) of adding a quantity x 4 (g) of a product allowing the neutralization of the ends of chains, such as primary amines, for example butylamine, tertiary amines, for example dimethylcyclohexylamine or diaza-1,4-bicyclo[2.2.2]octane (whose acronym is “DABCO”). The quantity of product for neutralizing the chain ends is calculated according to the return dosage of the isocyanate functions previously determined. The end of the synthesis is also determined by the back dosing, when the content of isocyanate functions becomes zero. A rate, defined by the Math 3 formula, is preferably chosen with a value between 1.1 and 1.3.

Le choix de cette gamme de référence, comprise entre 1.1 et 1.3, a pour but d’éviter les réactions entre les isocyanates en fin de chaîne et les titanates.The choice of this reference range, between 1.1 and 1.3, is intended to avoid reactions between the isocyanates at the end of the chain and the titanates.

L’invention a également pour objet un polymère de polyuréthane hybride comprenant des chaînes macromoléculaires avec des fonctions pendantes et/ou terminales, une partie desdites fonctions étant liée à des atomes métalliques et une autre partie desdites fonctions restant libre, le polymère comprenant, en outre, un taux d’hybridation, défini par le nombre de fonctions complexantes sur le nombre d’atomes métalliques, supérieur à 1.A subject of the invention is also a hybrid polyurethane polymer comprising macromolecular chains with pendent and/or terminal functions, a part of said functions being linked to metal atoms and another part of said functions remaining free, the polymer further comprising , a hybridization rate, defined by the number of complexing functions on the number of metal atoms, greater than 1.

Selon un mode avantageux de l’invention, le polymère est sous forme de granules.According to an advantageous mode of the invention, the polymer is in the form of granules.

L’invention a également pour objet un procédé de fabrication de pièces par injection de polymère de polyuréthane hybride, remarquable en ce que le polymère de polyuréthane hybride est selon l’invention, et/ou est préparé selon un procédé de préparation selon l’invention.The invention also relates to a process for manufacturing parts by injection of hybrid polyurethane polymer, noteworthy in that the hybrid polyurethane polymer is according to the invention, and/or is prepared according to a preparation process according to the invention. .

Avantageusement, l’injection du polymère de polyuréthane hybride est réalisée directement après la synthèse dudit polymère.Advantageously, the injection of the hybrid polyurethane polymer is carried out directly after the synthesis of said polymer.

Préférentiellement, le polymère obtenu selon l’invention présente une température de transition vitreuse (dont l’acronyme est « Tg ») comprise entre -20°C et -55°C, et plus préférentiellement entre -30°C et -50°C. Préférentiellement, le module d’élasticité (ou de Young) à 1% des polymères obtenus est compris entre 1MPa et 50MPa. Ces valeurs dépendent du taux d’hybridation et de la quantité de polyols déposée dans la solution.Preferably, the polymer obtained according to the invention has a glass transition temperature (whose acronym is "Tg") of between -20°C and -55°C, and more preferably between -30°C and -50°C . Preferably, the elasticity (or Young's) modulus at 1% of the polymers obtained is between 1 MPa and 50 MPa. These values depend on the hybridization rate and the quantity of polyols deposited in the solution.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins.Other features and advantages of the present invention will be better understood from the description and the drawings.

représente des courbes de traction obtenues avec des éprouvettes réalisées en polymère de polyuréthane hybride. Ces éprouvettes sont soit non endommagées, soit ont été fissurées et réparées dans les conditions décrites dans le tableau 3 ; represents tensile curves obtained with specimens made of hybrid polyurethane polymer. These specimens are either undamaged or have been cracked and repaired under the conditions described in Table 3;

représente des courbes de traction obtenues avec des éprouvettes réalisées en polymère de polyuréthane hybride. Ces éprouvettes sont soit non endommagées, soit ont été fissurées et réparées sept fois d’affilée dans les conditions décrites dans le tableau 3 ; represents tensile curves obtained with specimens made of hybrid polyurethane polymer. These specimens are either undamaged or have been cracked and repaired seven times in a row under the conditions described in Table 3;

représente des courbes de traction obtenues avec des éprouvettes réalisées en polymère de polyuréthane hybride. Ces éprouvettes sont soit non endommagées, soit elles sont découpées et réparées afin de simuler des conditions de recyclage, dans les conditions décrites dans le tableau 3. represents tensile curves obtained with specimens made of hybrid polyurethane polymer. These specimens are either undamaged or they are cut and repaired in order to simulate recycling conditions, under the conditions described in Table 3.

Description détailléedetailed description

L’invention se rapporte à un polymère de polyuréthane hybride auto-assemblant et thermoréparant, et à un procédé de fabrication dudit polymère. Ce polymère est également injectable et thermoformable, le polyuréthane étant synthétisé à partir d’un alcool et d’un isocyanate. Dans le cadre de l’invention, la fabrication du polymère de polyuréthane se fait de préférence en deux étapes.The invention relates to a self-assembling and heat-repairing hybrid polyurethane polymer, and to a method of manufacturing said polymer. This polymer is also injectable and thermoformable, polyurethane being synthesized from an alcohol and an isocyanate. In the context of the invention, the manufacture of the polyurethane polymer preferably takes place in two stages.

La première étape consiste à synthétiser un pré-polymère de polyuréthane à partir de monomères dérivés d’isocyanates, et, plus préférentiellement, de di-isocyanates, et de monomères dérivés de polyols. Les monomères dérivés de polyols sont des monomères fonctionnels qui portent des groupements choisis parmi la liste suivante : l’acide carboxylique, l’amine, l’alcool et la β-dicétone, ou un mélange desdits groupements. Les polyols peuvent également être des molécules de fonctionnalité supérieure ou égale à 2. Par exemple, les polyols peuvent être de l’acide diméthylolpropionique (dont le nom commercial est « DMPA®»), et/ou du polypropylène glycol (dont l’acronyme est « PPG »). Le monomère de dérivé de di-isocyanate est avantageusement choisi parmi le di-isocyanate de diphénylméthane (dont l’acronyme est « MDI »), le di-isocyanate de toluène (dont l’acronyme est « TDI »), ou aliphatiques, tels que di-isocyanate d’hexaméthylène (dont l’acronyme est « HDI ») et le di-isocyanate d’isophorone (dont l’acronyme est « IPDI »), plus préférentiellement le di-isocyanate de toluène.The first step consists in synthesizing a polyurethane prepolymer from monomers derived from isocyanates, and, more preferentially, from di-isocyanates, and from monomers derived from polyols. The monomers derived from polyols are functional monomers which bear groups chosen from the following list: carboxylic acid, amine, alcohol and β-diketone, or a mixture of said groups. The polyols can also be molecules with a functionality greater than or equal to 2. For example, the polyols can be dimethylolpropionic acid (whose trade name is “ DMPA® ”), and/or polypropylene glycol (whose acronym is “PPG”). The diisocyanate derivative monomer is advantageously chosen from diphenylmethane diisocyanate (whose acronym is "MDI"), toluene diisocyanate (whose acronym is "TDI"), or aliphatics, such as hexamethylene di-isocyanate (whose acronym is “HDI”) and isophorone di-isocyanate (whose acronym is “IPDI”), more preferably toluene di-isocyanate.

Avantageusement, un produit de neutralisation des fins de chaînes, du type butylamine, est ajouté à la synthèse du pré-polymère pour éviter les co-réactions entre les isocyanates et les titanates. Le butylamine peut également être un agent d’allongement des chaînes fonctionnelles. La quantité de butylamine ajoutée au pré-polymère dépend du dosage en fonctions isocyanate du mélange mesuré par un dosage en retour (par des techniques connues de l’homme du métier). Le pourcentage de fonctions isocyanate dans le pré-polymère est déterminé par la formule suivante :Advantageously, a product for neutralizing the ends of the chains, of the butylamine type, is added to the synthesis of the prepolymer to avoid co-reactions between the isocyanates and the titanates. Butylamine can also be a functional chain extender. The amount of butylamine added to the prepolymer depends on the isocyanate function dosage of the mixture measured by a back dosage (by techniques known to those skilled in the art). The percentage of isocyanate functions in the pre-polymer is determined by the following formula:

Le %(NCOattendu) étant le pourcentage de fonctions isocyanate dans le mélange ; x1, x2, et x3les masses respectives, en grammes, de TDI, de PPG et de DMPA®. Les valeurs 174,16, 2000 et 134,13 correspondent aux masses moléculaires respectives du TDI, du PPG et du DMPA®.The %( expected NCO) being the percentage of isocyanate functions in the mixture; x 1 , x 2 , and x 3 the respective masses, in grams, of TDI, of PPG and of DMPA ® . The values 174.16, 2000 and 134.13 correspond to the respective molecular masses of TDI, PPG and DMPA ® .

Puis, la quantité de butylamine à ajouter au mélange est déterminée à l’aide de la formule suivante :Then, the amount of butylamine to add to the mixture is determined using the following formula:

Avec n(NH2), la quantité de fonctions amine, et n(NCO), la quantité de fonctions isocyanate. Le pré-polymère de polyuréthane peut éventuellement être remplacé par un polyuréthane thermoplastique élastomère.With n(NH 2 ), the quantity of amine functions, and n(NCO), the quantity of isocyanate functions. The polyurethane prepolymer can optionally be replaced by an elastomeric thermoplastic polyurethane.

À titre d’exemple, le tableau 1 ci-dessous montre des exemples de quantités de produits utilisés, en vue de fabriquer différents pré-polymères.By way of example, Table 1 below shows examples of quantities of products used to manufacture different prepolymers.

TDI (x1)TDI (x 1 ) PPG (x2)GPP (x 2 ) DMPA®(x3) DMPA® (x 3 ) Butylamine (x4)Butylamine (x 4 ) Pré-polymère APre-polymer A 29,0629.06 33,2733.27 12,6912.69 9,299.29 Pré-polymère BPre-polymer B 25,4525.45 39,0639.06 10,4910.49 10,4910.49 Pré-polymère CPre-polymer C 27,2827.28 52,1952.19 10,510.5 8,428.42 Pré-polymère DPre-polymer D 24,6324.63 56,5756.57 8,828.82 7,957.95 Pré-polymère EPre-polymer E 22,4722.47 60,1360.13 7,457.45 6,926.92

La deuxième étape consiste à disperser, dans le pré-polymère, des précurseurs inorganiques ou des précurseurs hybrides organiques/inorganiques, ces précurseurs étant aptes à réagir avec les fonctions des monomères dérivés de polyols. Cette étape permet l’obtention du polymère de polyuréthane hybride selon l’invention. Avantageusement, ces précurseurs sont des alcoxydes métalliques, des oxoalcoxydes métalliques, des oxydes métalliques, ou leurs mélanges. Avantageusement, les métaux sont sélectionnés dans le groupe constitué par le titane, le zirconium, l’aluminium, le zinc, le fer, ou leurs mélanges. À titre d’exemple, le précurseur peut être du polydibutyltitanate dissous dans le tétrahydrofurane (dont l’acronyme est « THF »), et le polyol peut être du DMPA®. La masse de polydibutyltitanate à ajouter est calculée suivant la formule suivante :The second step consists in dispersing, in the prepolymer, inorganic precursors or hybrid organic/inorganic precursors, these precursors being capable of reacting with the functions of the monomers derived from polyols. This step makes it possible to obtain the hybrid polyurethane polymer according to the invention. Advantageously, these precursors are metal alkoxides, metal oxoalkoxides, metal oxides, or mixtures thereof. Advantageously, the metals are selected from the group consisting of titanium, zirconium, aluminum, zinc, iron, or mixtures thereof. By way of example, the precursor can be polydibutyltitanate dissolved in tetrahydrofuran (whose acronym is “THF”), and the polyol can be DMPA® . The mass of polydibutyltitanate to be added is calculated according to the following formula:

Avec y2, la masse de polydibutyltitanate, y1la masse de pré-polymère et X le taux d’hybridation, déterminé par l’équation suivante :With y 2 , the mass of polydibutyltitanate, y 1 the mass of pre-polymer and X the hybridization rate, determined by the following equation:

Avec n(fonctions complexantes), la quantité de matière de fonctions complexantes dans le pré-polymère, et n(Ti), la quantité de matière d’atomes de titane dans l’oligomère de titane. Des exemples de quantités y1 de pré-polymère, y2de polydibutyltitanate, ainsi que le taux d’hybridation X correspondant à ces quantités, sont reportés au tableau 2.With n(complexing functions), the amount of matter of complexing functions in the pre-polymer, and n(Ti), the amount of matter of titanium atoms in the titanium oligomer. Examples of quantities y1 of pre-polymer, y2of polydibutyltitanate, as well as the hybridization rate X corresponding to these quantities, are reported in Table 2.

XX 11 1,51.5 22 33 Pré-polymère APre-polymer A ythere 11 20,8920.89 20,6420.64 20,0720.07 // ythere 22 4,934.93 3,293.29 2,402.40 // Pré-polymère BPre-polymer B ythere 11 20,0220.02 20,4420.44 20,1920.19 // ythere 22 3,993.99 2,722.72 2,022.02 // Pré-polymère CPre-polymer C ythere 11 19,3619.36 20,0720.07 19,4619.46 19,6419.64 ythere 22 3,283.28 2,272.27 1,641.64 1,111.11 Pré-polymère DPre-polymer D ythere 11 20,4120.41 20,2620.26 20,1920.19 // ythere 22 2,912.91 1,931.93 1,441.44 // Pré-polymère EPre-polymer E ythere 11 20,4320.43 20,2220.22 20,4320.43 17,0917.09 ythere 22 2,492.49 1,651.65 1,251.25 0,690.69

La préparation d’un polymère de polyuréthane selon l’invention peut être réalisée par la voie solvant ou par la voie fondue, mais la voie fondue est préférentiellement utilisée. Celle-ci consiste à introduire le pré-polymère de polyuréthane, avec les précurseurs organiques ou hybrides organiques/inorganiques, dans la trémie ou dans le fourreau d’une extrudeuse mono-vis ou bi-vis. Le polymère fondu sorti de l’extrudeuse peut alors être injecté directement dans un moule afin de réaliser la pièce souhaitée, ou être fractionné en granulés, de manière à pouvoir être ultérieurement refondu et injecté dans un moule.The preparation of a polyurethane polymer according to the invention can be carried out by the solvent route or by the molten route, but the molten route is preferably used. This consists of introducing the polyurethane pre-polymer, with the organic or organic/inorganic hybrid precursors, into the hopper or into the barrel of a single-screw or twin-screw extruder. The molten polymer leaving the extruder can then be injected directly into a mold in order to produce the desired part, or be split into granules, so that it can be subsequently remelted and injected into a mould.

Première étape : s ynthèse d ’un pré-polymère de polyuréthane: First step: synthesis of a polyurethane prepolymer :

Préparation d’une solution comprenant 10.59g de DMPA®dissous dans 36g de DMF.Preparation of a solution comprising 10.59g of DMPA ® dissolved in 36g of DMF.

Puis on ajoute 27.28g de TDI dans un réacteur avec 52.21 g de PPG, et la solution précédemment préparée de DMPA®. Le réacteur est ensuite mis sous argon, ou sous flux d’azote, et dans un bain d’huile à 80°C avec une agitation mécanique de 220 tours/min pendant 5 heures.Then 27.28 g of TDI are added to a reactor with 52.21 g of PPG, and the previously prepared solution of DMPA ® . The reactor is then placed under argon, or under a stream of nitrogen, and in an oil bath at 80° C. with mechanical stirring at 220 revolutions/min for 5 hours.

On détermine ensuite le taux de fonctions isocyanate par un dosage en retour (à l’aide de méthodes connues de l’homme du métier). Par exemple, en prélevant une petite quantité de produit (qui dépend du %NCO attendu) dans lequel on ajoute, en excès, le dibutylamine. Du propan-2-ol est ensuite ajouté. Le titrage des fonctions amine est ensuite réalisé soit à l’aide d’une solution d’acide chlorhydrique à 0.1 mol/l, par la méthode de titrage pH métrique ; ou par la méthode de titrage colorimétrique en utilisant du vert de bromocrésol.The level of isocyanate functions is then determined by a back assay (using methods known to those skilled in the art). For example, by taking a small quantity of product (which depends on the expected %NCO) to which the dibutylamine is added in excess. Propan-2-ol is then added. The titration of the amine functions is then carried out either using a hydrochloric acid solution at 0.1 mol/l, by the metric pH titration method; or by the colorimetric titration method using bromcresol green.

Suivant le dosage en retour des fonctions isocyanate obtenu, (et dont le taux choisi a été déterminé par la formule Math 5), on ajoute ensuite 8,42g de butylamine dans le réacteur. Le réacteur est alors maintenu sous argon à 80°C dans un bain d’huile et sous agitation mécanique à 220 tours/min pendant 4 heures, cette durée étant à ajuster en fonction du taux d’isocyanates résiduels.According to the return dosage of the isocyanate functions obtained (and the chosen rate of which was determined by formula Math 5), 8.42 g of butylamine are then added to the reactor. The reactor is then maintained under argon at 80° C. in an oil bath and with mechanical stirring at 220 rpm for 4 hours, this duration being adjusted according to the level of residual isocyanates.

La fin de la synthèse est alors déterminée par un taux de fonctions isocyanate dans la composition, par dosage en retour, égal à 0.The end of the synthesis is then determined by a level of isocyanate functions in the composition, by back dosing, equal to 0.

Une étape d’élimination du DMF, par des techniques connues de l’homme du métier, est ensuite réalisée. Par exemple, le DMF peut être éliminé par solubilisation du matériau dans du tétrahydrofurane (dont l’acronyme est « THF »), qui est ensuite mis dans une étuve à 80°C, conduisant à son évaporation. Ou le matériau peut être solubilisé dans le THF puis précipité dans l’eau, avant une filtration sous vide et un passage à l’étuve.A stage of elimination of the DMF, by techniques known to those skilled in the art, is then carried out. For example, DMF can be eliminated by dissolving the material in tetrahydrofuran (whose acronym is “THF”), which is then placed in an oven at 80°C, leading to its evaporation. Or the material can be dissolved in THF and then precipitated in water, before vacuum filtration and drying in an oven.

Deuxième étapeSecond step : s:s ynthèse du polymère de polyuréthanesynthesis of polyurethane polymer hybridehybrid ::

19,46g de pré-polymère sec (obtenu après élimination du DMF) et 1,64g de polydibutyltitanate sont dissous dans 200ml de THF. Le mélange est laissé sous agitation à reflux pendant un maximum de 6 heures, dans un bain d’huile à 60°C et sous flux d’azote. Le mélange est ensuite coulé dans un moule, et laissé sous une hotte pendant 3 jours, puis pendant 3 jours dans une étuve à 60°C. Après l’obtention du matériau de polymère de polyuréthane hybride, des éprouvettes haltères (suivant la norme ISO 527-2) de ce matériau sont réalisées.19.46 g of dry prepolymer (obtained after elimination of the DMF) and 1.64 g of polydibutyltitanate are dissolved in 200 ml of THF. The mixture is left stirring at reflux for a maximum of 6 hours, in an oil bath at 60° C. and under a nitrogen stream. The mixture is then poured into a mould, and left under a hood for 3 days, then for 3 days in an oven at 60°C. After obtaining the hybrid polyurethane polymer material, dumbbell specimens (according to the ISO 527-2 standard) of this material are produced.

Ainsi, le polymère de polyuréthane hybride obtenu par la méthode décrite ci-dessus présente un taux de fonctions complexantes de 21% mol, et un taux d’hybridation (X) de 2.Thus, the hybrid polyurethane polymer obtained by the method described above has a rate of complexing functions of 21% mol, and a rate of hybridization (X) of 2.

TestTest ss d’endommagementof damage ss des matériauxmaterials de polymères de polyuréthane hybridehybrid polyurethane polymers ..

Deux types d’endommagements des matériaux sont testés. Le premier type d’endommagement consiste à faire une fissure avec un scalpel sur toute l’épaisseur du matériau, afin de tester la réparabilité dudit matériau. Le deuxième type d’endommagement consiste à découper le matériau en morceaux avant de le réparer, de manière à simuler un recyclage. La réparation des éprouvettes est réalisée sous une presse à compression, avec une variation de la durée, de la pression et de la température auxquelles les éprouvettes sont soumises. Les résultats obtenus sont montrés au tableau 3. Le « Module à 1% » dans le tableau 3 correspond au module d’élasticité de l’échantillon, pris à 1% de déformation. L’efficacité de la réparation ŋ est définie par la formule suivante.Two types of material damage are tested. The first type of damage consists in making a crack with a scalpel over the entire thickness of the material, in order to test the repairability of said material. The second type of damage consists of cutting the material into pieces before repairing it, so as to simulate recycling. The repair of the specimens is carried out under a compression press, with a variation of the duration, the pressure and the temperature to which the specimens are subjected. The results obtained are shown in Table 3. The “1% Modulus” in Table 3 corresponds to the modulus of elasticity of the sample, taken at 1% strain. The repair efficiency ŋ is defined by the following formula.

EndommagementDamage FissurationCracking RecyclageRecycling Conditions de réparation sous presseRepair conditions in press 80°C/15min/60bars80°C/15min/60bar 110°C/15min/60bars110°C/15min/60bar Efficacité de réparation ηRepair efficiency η Module à 1%Modulus at 1% 103 ± 9%103±9% 62 ± 8%62±8% Contrainte à la ruptureStress at break 103 ± 5%103±5% 69 ± 4%69±4% Élongation à la ruptureElongation at break 96 ± 7%96±7% 128 ± 11%128±11%

Les figures 1 à 3 illustrent les résultats obtenus par les tests d’endommagement des matériaux décrits ci-dessus. Ainsi, le comportement mécanique des éprouvettes haltères fabriquées dans le polymère de polyuréthane hybride et éventuellement endommagées dans les conditions décrites dans le tableau ci-dessus est représenté.Figures 1 through 3 illustrate the results obtained from the material damage tests described above. Thus, the mechanical behavior of the dumbbell specimens made in the hybrid polyurethane polymer and possibly damaged under the conditions described in the table above is represented.

À la figure 1, l’endommagement étudié est la fissuration des éprouvettes puis leur réparation. Deux types de courbes sont représentées sur cette figure : des courbes gris clair (a), montrant les résultats obtenus sur des éprouvettes en polymère de polyuréthane hybride fissurées puis réparées ; et des courbes gris foncé (b), montrant les résultats obtenus avec des éprouvettes en polymère de polyuréthane hybride non endommagées. On peut voir que, que les éprouvettes aient été endommagées ou non, la contrainte et la déformation de traction des éprouvettes sont similaires, démontrant des conditions de réparation excellentes, donc une bonne durabilité du polymère après réparation.In figure 1, the damage studied is the cracking of the specimens and then their repair. Two types of curves are shown in this figure: light gray curves (a), showing the results obtained on hybrid polyurethane polymer specimens cracked and then repaired; and dark gray curves (b), showing results obtained with undamaged hybrid polyurethane polymer specimens. It can be seen that, whether the specimens have been damaged or not, the stress and the tensile strain of the specimens are similar, demonstrating excellent repair conditions, therefore good durability of the polymer after repair.

La figure 2 montre les résultats obtenus après 7 cycles de fissuration et de réparation d’éprouvettes haltères fabriquées en matériau polymère hybride selon l’invention. Des courbes gris foncé (c), montrent les résultats obtenus avec des éprouvettes en polymère de polyuréthane hybride non endommagées ; et des courbes gris clair (d), montrent les résultats obtenus sur des éprouvettes en polymère de polyuréthane hybride fissurées puis réparées 7 fois. La contrainte en traction des éprouvettes haltères réalisées dans le polymère selon l’invention est étudiée. Sur cette figure, la réparation des éprouvettes est de 100% après les 7 cycles d’endommagement et de réparation, ces résultats étant similaires à ceux obtenus lorsque les éprouvettes en matériau polymère selon l’invention ne sont pas endommagées.Figure 2 shows the results obtained after 7 cycles of cracking and repair of dumbbell specimens made of hybrid polymer material according to the invention. Dark gray curves (c) show the results obtained with undamaged hybrid polyurethane polymer specimens; and light gray curves (d), show the results obtained on hybrid polyurethane polymer specimens cracked and then repaired 7 times. The tensile stress of the dumbbell specimens produced in the polymer according to the invention is studied. In this figure, the repair of the specimens is 100% after the 7 cycles of damage and repair, these results being similar to those obtained when the specimens made of polymer material according to the invention are not damaged.

À la figure 3 sont montrés les résultats obtenus lorsque sont simulées des conditions de recyclage, c’est-à-dire lorsque le matériau est découpé en morceaux avant d’être réparé. Ainsi, les courbes gris foncé (e) montrent les résultats obtenus avec des éprouvettes en matériau polymère hybride non endommagées. Les courbes gris clair (f) montrent les résultats obtenus lorsque les éprouvettes en matériau polymère hybride sont découpées en morceaux puis réparées. La déformation en traction des éprouvettes réparées est d’excellente qualité, mais la contrainte de traction est nettement inférieure aux valeurs obtenues avec des éprouvettes non endommagées. Même si la qualité des réparations semble être moins efficace dans ces conditions, le polymère montre de bonnes qualités dans le cas d’un recyclage.Figure 3 shows the results obtained when recycling conditions are simulated, i.e. when the material is cut into pieces before being repaired. Thus, the dark gray curves (e) show the results obtained with undamaged hybrid polymer material specimens. The light gray curves (f) show the results obtained when the specimens of hybrid polymer material are cut into pieces and then repaired. The tensile strain of the repaired specimens is of excellent quality, but the tensile stress is significantly lower than the values obtained with undamaged specimens. Even if the quality of the repairs seems to be less effective under these conditions, the polymer shows good qualities in the case of recycling.

Ainsi, le polymère de polyuréthane hybride selon l’invention présente un bon niveau de réparation, et peut être facilement recyclé par rapport aux polymères connus antérieurement. Lors d’un recyclage, ce polymère est de bonne qualité. La possibilité de présenter le polymère sous forme de granules, aptes à être moulées dans un second temps en vue de faire des pièces finies est également possible, du fait de la bonne qualité du polymère après « recyclage ».Thus, the hybrid polyurethane polymer according to the invention has a good level of repair, and can be easily recycled compared to previously known polymers. When recycled, this polymer is of good quality. The possibility of presenting the polymer in the form of granules, able to be molded in a second time in order to make finished parts is also possible, due to the good quality of the polymer after "recycling".

Un exemple de réalisation de l’invention est montré, mais pour chaque polymère, les propriétés dudit polymère seront optimisées en fonction du rapport entre la quantité de fonctions complexantes et/ou terminales des chaînes macromoléculaires suivant la quantité des centres métalliques, la quantité de centres métalliques devant toujours être en excès. Ce rapport devra être déterminé suivant la nature du centre métallique et suivant la force de liaison entre le métal et la fonction disponible du polyuréthane. Ainsi, le polymère de polyuréthane hybride obtenu aura les propriétés d’usage d’un polymère thermodurcissable ou d’un élastomère, tout en présentant les propriétés de processabilité et de recyclabilité d’un thermoplastique.An embodiment of the invention is shown, but for each polymer, the properties of said polymer will be optimized according to the ratio between the quantity of complexing and/or terminal functions of the macromolecular chains according to the quantity of metal centers, the quantity of centers metal must always be in excess. This ratio will have to be determined according to the nature of the metal center and according to the bond strength between the metal and the available function of the polyurethane. Thus, the hybrid polyurethane polymer obtained will have the usage properties of a thermosetting polymer or an elastomer, while having the processability and recyclability properties of a thermoplastic.

L’exemple décrit ci-dessus pour lequel les tests d’endommagements des matériaux ont été faits correspondent au pré-polymère C défini aux tableaux 1 et 2. Ce pré-polymère comprend, dans sa composition, deux polyols (le DMPA®et le PPG) et comme précurseur le polydibutyltitanate. Son taux d’hybridation X est de 2. D’autres synthèses de polymères de polyuréthane hybride ont été réalisées et présentent des résultats mécaniques intéressants. Il a été démontré qu’un taux d’hybridation supérieur à 1 et inférieur à 3 permet d’obtenir le meilleur compromis entre les caractéristiques mécaniques et la réparabilité du matériau.The example described above for which the material damage tests were carried out correspond to the prepolymer C defined in Tables 1 and 2. This prepolymer comprises, in its composition, two polyols (DMPA ® and PPG) and as precursor polydibutyltitanate. Its hybridization rate X is 2. Other syntheses of hybrid polyurethane polymers have been carried out and show interesting mechanical results. It has been demonstrated that a hybridization rate greater than 1 and less than 3 makes it possible to obtain the best compromise between the mechanical characteristics and the reparability of the material.

Claims (10)

Procédé de préparation d’un polymère de polyuréthane hybride, comprenant une étape de mise en réaction de précurseurs inorganiques et/ou hybrides inorganiques/organiques, comprenant un métal, avec un pré-polymère de polyuréthane comprenant des groupes fonctionnels complexant ledit métal, pour l’obtention du polymère de polyuréthane hybride dans lequel un taux d’hybridation (X), défini par le nombre de fonctions complexantes sur le nombre d’atomes métalliques, est supérieur à 1.Process for the preparation of a hybrid polyurethane polymer, comprising a step of reacting inorganic precursors and/or inorganic/organic hybrids, comprising a metal, with a polyurethane pre-polymer comprising functional groups complexing said metal, for obtaining the hybrid polyurethane polymer in which a hybridization rate (X), defined by the number of complexing functions over the number of metal atoms, is greater than 1. Procédé de préparation d’un polymère selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pré-polymère de polyuréthane comprenant des groupes fonctionnels complexant le métal du précurseur est obtenu par une réaction mise en œuvre entre des monomères dérivés de polyols et des monomères dérivés de di-isocyanates, les monomères dérivés de polyols portant des groupements complexants et étant choisis dans le groupe constitué par un acide carboxylique, une amine, un alcool et une β-dicétone, ou toute combinaison.Process for the preparation of a polymer according to claim 1, characterized in that the polyurethane prepolymer comprising functional groups complexing the metal of the precursor is obtained by a reaction carried out between monomers derived from polyols and monomers derived from di-isocyanates, the monomers derived from polyols bearing complexing groups and being chosen from the group consisting of a carboxylic acid, an amine, an alcohol and a β-diketone, or any combination. Procédé de préparation d’un polymère selon la revendication 2, caractérisé en ce que les précurseurs inorganiques et/ou hybrides inorganiques/organiques sont aptes à réagir avec les monomères dérivés de polyols fonctionnels portant les fonctions complexantes.Process for the preparation of a polymer according to Claim 2, characterized in that the inorganic precursors and/or inorganic/organic hybrids are capable of reacting with the monomers derived from functional polyols carrying the complexing functions. Procédé de préparation d’un polymère selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les précurseurs inorganiques ou hybrides inorganiques/organiques sont choisis parmi le groupe constitué par des alcoxydes métalliques, des oxoalcoxydes métalliques, des oxydes métalliques, ou toute combinaison.Process for preparing a polymer according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the inorganic or inorganic/organic hybrid precursors are chosen from the group consisting of metal alkoxides, metal oxoalkoxides, metal oxides, or any combination. Procédé de préparation d’un polymère selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le métal est choisi dans le groupe constitué par le titane, le zirconium, l’aluminium, le fer, le zinc ou toute combinaison.Process for preparing a polymer according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the metal is chosen from the group consisting of titanium, zirconium, aluminium, iron, zinc or any combination. Procédé de préparation d’un polymère selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape de préparation du pré-polymère de polyuréthane fonctionnalisé, comprenant les sous-étapes suivantes :
a) dissolution d’une quantité x3(g) d’un premier monomère dérivé de polyol dans un solvant ;
b) introduction dans un récipient d’une quantité x1(g) d’un monomère dérivé de di-isocyanate, puis de la quantité x3(g) du premier monomère dérivé de polyol dissous dans le solvant et optionnellement d’une quantité x2(g) d’un second monomère dérivé de polyol différent du premier monomère de polyol ;
c) chauffage du récipient, de préférence sous atmosphère inerte, à des températures comprises entre 70°C et 100°C, sous agitation mécanique.
Process for preparing a polymer according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the said process comprises a step for preparing the functionalized polyurethane prepolymer, comprising the following sub-steps:
a) dissolving an amount x 3 (g) of a first monomer derived from polyol in a solvent;
b) introducing into a container an amount x 1 (g) of a monomer derived from di-isocyanate, then an amount x 3 (g) of the first monomer derived from polyol dissolved in the solvent and optionally an amount x 2 (g) of a second polyol-derived monomer different from the first polyol monomer;
c) heating the container, preferably under an inert atmosphere, to temperatures between 70° C. and 100° C., with mechanical stirring.
Procédé de préparation d’un polymère selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’étape de préparation du pré-polymère de polyuréthane fonctionnalisé comprend une sous -étape d) d’ajout d’une quantité x4(g) d’un produit permettant la neutralisation des terminaisons de chaînes.Process for preparing a polymer according to claim 6, characterized in that the step for preparing the functionalized polyurethane prepolymer comprises a sub-step d) of adding a quantity x 4 (g) of a product allowing the neutralization of chain terminations. Polymère de polyuréthane hybride comprenant des chaînes macromoléculaires avec des fonctions pendantes et/ou terminales, une partie desdites fonctions étant liée à des atomes métalliques et une autre partie desdites fonctions restant libre, le polymère comprenant, en outre, un taux d’hybridation (X), défini par le nombre de fonctions complexantes sur le nombre d’atomes métalliques, supérieur à 1.Hybrid polyurethane polymer comprising macromolecular chains with pendent and/or terminal functions, part of said functions being linked to metal atoms and another part of said functions remaining free, the polymer further comprising a hybridization rate (X ), defined by the number of complexing functions on the number of metal atoms, greater than 1. Polymère de polyuréthane hybride selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit polymère est sous forme de granules.Hybrid polyurethane polymer according to Claim 8, characterized in that the said polymer is in the form of granules. Procédé de fabrication de pièces par injection de polymère de polyuréthane hybride, caractérisé en ce que le polymère de polyuréthane hybride est selon l’une des revendications 8 et 9, et/ou est préparé selon un procédé de préparation selon l’une des revendications 1 à 7.Process for manufacturing parts by injection of hybrid polyurethane polymer, characterized in that the hybrid polyurethane polymer is according to one of Claims 8 and 9, and/or is prepared according to a preparation process according to one of Claims 1 at 7.
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