Que sont les additifs pour plasturgie ?
Les additifs pour plasturgie sont des composés chimiques incorporés à très faible dose (0,05 à 5 % typiquement) dans les polymères pour leur conférer ou améliorer des propriétés spécifiques : résistance UV, stabilité thermique, retard à l'inflammation, flexibilité, conductivité électrique, transparence, couleur, anti-bactériologie. Sans additifs, la plupart des plastiques ne pourraient pas atteindre leur durée de vie utile (jaunissement, fissuration, dégradation par oxydation, propagation d'incendie).
La filière française produit environ 85 000 tonnes par an d'additifs spécialisés pour 680 millions d'euros de chiffre d'affaires en 2024. Les acteurs majeurs sont BASF Plastic Additives (Lampertheim Allemagne mais avec sites de formulation en France à Saint-Aubin-lès-Elbeuf), Clariant France (Lyon, antioxydants Hostanox®, stabilisants Nylostab®), Songwon France (commerce et stockage à Lyon), SI Group France (Suresnes, R&D additifs phénoliques), Adeka Palmarole (Strasbourg, stabilisants PVC), Roquette (anti-statiques biosourcés Glycerine).
Spécifications techniques et procédés de production
Chaque famille d'additifs répond à un mécanisme de protection ciblé : photo-oxydation (UV), thermo-oxydation (transformation/usage), inflammation, accumulation de charges, vieillissement physique.
Familles de produits et caractéristiques
| Famille d'additif | Mode d'action | Application typique |
|---|---|---|
| HALS (amines hindérées) | Capture des radicaux peroxyles UV | Mobilier extérieur, agriculture, automobile |
| Benzotriazoles UV | Absorption UV 300-380 nm | Films transparents, packaging, vitres PMMA |
| Antioxydants phénoliques (BHT, Irganox) | Capture radicaux thermiques (transformation) | PE, PP, polyoléfines moulage/extrusion |
| Antioxydants phosphites (Irgafos) | Décomposition hydroperoxydes | Synergie avec phénoliques pour PP, PE |
| Retardateurs phosphorés (RDP, BDP) | Phase condensée, charbonneuse | ABS, polycarbonate, électronique |
| Hydroxyde Mg/Al (MDH/ATH) | Dilution + endothermie + charbon | Câbles électriques, bâtiment |
| Plastifiants non-phtalates (DOTP, citrates) | Insertion entre chaînes PVC | Médical, jouets, packaging alimentaire |
| Anti-statiques (amines éthoxylées) | Migration en surface, hydratation | Films PE/PP, électronique |
Grades et conditionnements commerciaux
- Poudres pures : sacs 25 kg pour incorporation directe par compoundeur
- Granulés masterbatch : concentrés 5-50 % sur PE ou PP carrier, dosage 1-10 % au procédé
- Liquides micronisés : pour plastisols PVC et résines liquides époxy/polyuréthane
- One-pack stabilisants PVC : mélange Ca-Zn ou organostannique calibré pour profilés
- Pré-mélanges custom : formulations sur cahier des charges client (Adeka Palmarole, BASF)
Normes et réglementations
Les additifs pour plasturgie sont strictement encadrés par REACH, le contact alimentaire et les restrictions sectorielles.
- REACH (CE 1907/2006) : enregistrement obligatoire, restrictions SVHC (DEHP, plomb organique bannis)
- Règlement UE 10/2011 : matériaux et objets plastiques en contact alimentaire (liste positive d'additifs)
- Directive Jouets 2009/48/CE : phtalates DEHP, DBP, BBP interdits, alternatives DOTP, DINCH obligatoires
- POP UE 2019/1021 : retardateurs bromés (PBDE, HBCD) interdits depuis 2017
- EN 60695-11-10 (UL94) : essais retard au feu V-0, V-1, V-2 pour matériels électriques
- NF EN 13501-1 : Euroclasses A1 à F pour bâtiment (câbles, isolants)
- FDA 21 CFR 178 : autorisation US pour packaging alimentaire (équivalent règlement 10/2011)
- WEEE 2012/19/UE et RoHS 2011/65/UE : substances bannies en équipements électroniques
Procédés industriels détaillés
La synthèse des additifs combine la chimie organique de spécialité (synthèse multi-étapes), la formulation par mélange et le micronisage pour homogénéité dans les masterbatches.
1. Synthèse des HALS (amines hindérées Tinuvin, Chimassorb)
Les HALS sont synthétisés à partir de la 2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridinol (TMP) obtenue par hydrogénation catalytique de la triacétonamine. Diverses fonctions (succinate, ester gras, polymère oligomère) sont greffées pour optimiser compatibilité et permanence. La forme polymère à haute masse molaire (Tinuvin 622, 770) prévient la migration et l'extraction. Producteurs européens : BASF (ex-Ciba), Solvay, Adeka.
2. Production des antioxydants phénoliques (Irganox 1010, 1076)
Les antioxydants phénoliques sont synthétisés à partir du 2,6-di-tert-butylphénol (BHT précurseur) par alkylation et estérification multiple. L'Irganox 1010 (tétrakis(méthylène(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate))) est l'antioxydant le plus utilisé mondialement. Production sur sites BASF (Lampertheim, Schweizerhalle), Songwon (Corée, Allemagne), SI Group (USA, France).
3. Synthèse des retardateurs phosphorés (RDP, BDP)
Le résorcinol bis(diphényl phosphate) (RDP) est obtenu par réaction du résorcinol avec le diphényl chlorophosphate en présence de catalyseur. Le bisphénol A bis(diphényl phosphate) (BDP) est l'analogue à base de bisphénol A. Ces retardateurs phosphorés non halogénés remplacent progressivement les retardateurs bromés bannis. Producteurs : ICL Group (Israël), Italmatch, Lanxess.
4. Production des hydroxydes minéraux (ATH, MDH)
L'aluminium trihydroxyde (Al(OH)₃, ATH) est obtenu par précipitation du minerai de bauxite par procédé Bayer (Albemarle, Nabaltec). L'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)₂, MDH) est extrait de l'eau de mer ou de saumures (Martinswerk, Kyowa Chemical). Ces minéraux sont broyés à 1-5 µm puis traités en surface (silane, acide stéarique) pour incorporation jusqu'à 65 % dans les composés câbles.
5. Formulation masterbatches et compounding
Les additifs purs sont incorporés à un polymère carrier (PE-LDPE, PP, EVA) à 5-50 % par extrusion bivis à 180-220 °C. Les granulés masterbatch sont calibrés (3 mm sphériques) et conditionnés en sacs étanches (sensibles à l'humidité pour HALS, à l'oxygène pour antioxydants). Producteurs France : Plastiblends, Tosaf, A.Schulman, BIP Compagnie. Le dosage final dans la pièce moulée est de 0,1 à 5 % selon application.
Le marché français
La France produit environ 85 000 tonnes d'additifs pour plasturgie pour 680 millions d'euros de chiffre d'affaires en 2024. Les leaders mondiaux présents en France sont BASF Plastic Additives (anciens Ciba Specialty Chemicals, gammes Tinuvin, Chimassorb, Irganox, Irgafos), Clariant France (Hostanox® antioxydants, AddWorks®), Songwon Industrial (Songnox® antioxydants, distribution France), SI Group (Octolite® stabilisants, Wingstay® antioxydants caoutchouc), Adeka Palmarole (Strasbourg, stabilisants PVC Mark®), Italmatch Chemicals (retardateurs phosphorés) et Solvay (additifs PVDF haute performance).
Les débouchés se répartissent en cinq grands marchés : packaging alimentaire et grand public (35 %, antioxydants pour PE/PP, anti-statiques films), automobile et VE (20 %, stabilisants UV pour pare-chocs, retardateurs pour batteries), bâtiment et construction (20 %, stabilisants PVC profilés, retardateurs câbles), électronique et électrique (15 %, retardateurs phosphorés ABS/PC, anti-statiques) et applications agricoles/extérieures (10 %, HALS pour films de paillage, mobilier urbain, agriculture sous serre). La croissance est portée par la demande automobile EV (+8 %/an) et le verdissement (alternatives non halogénées, biosourcés).
La filière connaît une transformation profonde sous trois pressions. Premièrement, la réglementation bannit progressivement les substances héritées : phtalates (DEHP, DBP, BBP), retardateurs bromés (PBDE, HBCD), stabilisants au plomb (interdiction PVC depuis 2015 en Europe), avec des alternatives qui doivent être qualifiées sur 5-10 ans. Deuxièmement, la circularité impose de qualifier les additifs sur PE/PP recyclés (problèmes de migration, transferts d'additifs entre lots), avec des programmes (Cycle, OPRL, RecyClass). Troisièmement, la biosourcé émerge : Roquette commercialise des plastifiants à base de glycérine et d'isosorbide, Avril des additifs issus de colza, et Algopack des additifs d'algues.
Applications et débouchés industriels
Les additifs français équipent l'ensemble des transformations plastiques nationales et exportent dans le monde entier.
- Packaging alimentaire (Tetra Pak, Sidel, Sealed Air) : antioxydants Irganox 1076 pour films PE
- Automobile pare-chocs (Plastic Omnium, Faurecia) : HALS Tinuvin 770 + Chimassorb 944 pour PP injection
- Câbles électriques (Nexans, Prysmian, Acome) : ATH/MDH pour câbles HFFR (sans halogène) bâtiment et tunnel
- Profilés PVC fenêtres (VEKA, Profine, Deceuninck) : stabilisants Ca-Zn (Mark, Reagens) en remplacement plomb
- Films agricoles (RKW Hyplast, Trioplast) : HALS UV-stabilisants pour films de paillage 200-400 µm
- Électronique grand public (boîtiers ABS, PC) : retardateurs phosphorés RDP, BDP non-halogénés
- Médical et jouets (Mattel, Lego) : plastifiants DOTP, DINCH non-phtalate pour PVC souple
- Photovoltaïque (films dorsaux, encapsulants) : stabilisants UV haute permanence pour 25 ans d'usage
Questions fréquentes
Pourquoi les phtalates sont-ils restreints ou interdits ?
Les phtalates classiques (DEHP, DBP, BBP, DIBP) sont des plastifiants utilisés depuis les années 1930 dans le PVC souple. Ils ont été identifiés comme perturbateurs endocriniens (toxiques pour la reproduction, classification CMR catégorie 1B selon CLP). Le règlement REACH les a inscrits en annexe XIV (autorisation) puis interdits dans les jouets, dispositifs médicaux contact alimentaire et certains équipements électroniques. Les alternatives DOTP (di-octyl téréphtalate, Eastman 168), DINCH (1,2-cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester, BASF Hexamoll®) et plastifiants citrates (Roquette) sont aujourd'hui dominantes.
Quel retardateur de flamme choisir aujourd'hui sans bromés ?
Les retardateurs bromés (PBDE, HBCD) ont été progressivement bannis (POP) au profit de trois alternatives : (1) les retardateurs phosphorés (RDP, BDP, TPP, ICL Sol-DP) pour ABS, PC, polyamides ; (2) les hydroxydes minéraux (ATH alumine trihydratée, MDH magnésium hydroxyde) pour câbles, bâtiment, à 50-65 % en charge ; (3) les retardateurs intumescents APP (polyphosphate d'ammonium) pour polyoléfines. Le choix dépend du polymère, de la classe UL94/Euroclasse visée et du coût (les phosphorés sont 2-3x plus chers que bromés).
Combien d'additifs trouve-t-on dans une pièce plastique typique ?
Une pièce plastique commerciale contient typiquement 5 à 15 additifs différents : antioxydant primaire (phénolique, 0,05-0,2 %) et secondaire (phosphite, 0,05-0,1 %) ; stabilisant UV HALS (0,1-0,5 %) si exposition extérieure ; lubrifiant interne (stéarate de calcium 0,1-0,3 %) ; pigments inorganiques (TiO₂ 1-5 %) ou organiques (colorants 0,01-1 %) ; charge minérale (carbonate de calcium, talc 5-30 %) ou fibres de verre (15-50 %) ; éventuellement retardateur de flamme (10-30 %) et anti-statique (0,1-1 %). Au total, les additifs représentent 1 à 50 % du poids final selon application.
Existe-t-il des additifs biosourcés pour plastiques ?
Oui, plusieurs familles biosourcées existent et progressent : plastifiants à base de glycérine (Roquette Polysorb®), de citrates (acide citrique d'origine fermentation), d'isosorbide (Roquette Polysorb® ID 37) et d'huile de colza modifiée ; antioxydants à base de tocophérols (vitamine E naturelle), d'extraits de romarin pour PE alimentaire ; lubrifiants à base d'esters d'huiles végétales (Croda Crodamide). Les additifs biosourcés représentent 3-5 % du marché français en 2024 et progressent à +15 %/an.
Combien coûte un additif spécifique pour plasturgie ?
Les prix dépendent fortement du grade et du volume. À titre indicatif : antioxydants phénoliques (Irganox) 8-15 €/kg ; phosphites (Irgafos) 6-12 €/kg ; HALS standards 12-25 €/kg, polymères 30-80 €/kg ; benzotriazoles UV 25-45 €/kg ; retardateurs phosphorés RDP/BDP 8-18 €/kg ; ATH/MDH 0,8-1,5 €/kg en vrac ; plastifiants DOTP, DINCH 1,8-3 €/kg ; pigments TiO₂ 2,5-4 €/kg ; masterbatches concentrés 8-50 €/kg selon principe actif.
Comment référencer mon usine d'additifs pour plasturgie ?
Le référencement sur Usine de France est gratuit pour toutes les usines françaises de production d'additifs conformes au règlement REACH, et titulaires des autorisations ICPE applicables. Cliquez sur le bouton « Référencer mon usine », complétez le formulaire en 2 minutes, validation sous 48 h ouvrées.