Brevet FR2230655A1 — publié le 19741220

)n connaît des poudres de caoutchouc qui contiennent de gran es quantités de substances non caoutchouteuses et des procédés pour la fabrication de ces poudres. Par exemple, on peut obtenir des poudres de caoutchouc par séchage par pulvérisation d'un latex en présence d1au moins 10 % par rapport au caoutchouc de terre è diatomées (brevets américains n 2.315.924 et n 3.194.78l), en précipitant le latex en présence de silicates (brevets américains n0 3.257.350 et n 3.190.851; imprimés mis à l'inspection publique des brevets allemands n l.21).91S, n 1.204.4U4, n 1.204.405 et n 1.148.067), de thermoplastes brevet britannique n 1.113.348) ou d'amidon (Buchanan Rubber Journal 153 (1971) n 1O, pages 28-35 et S8-91). Du caoutchouc solide a aussi été broyé à des températures inférieures à sa température de transition vitreuse en vue de produire une poudre (Journal of Applied Polymer Science, 10 (1966), pages 955-959). Toutes les méthodes précitées de production de poudres de caoutchouc requièrent soit de grandes quantités d'additifs -(charges) ou opèrent dans des conditions qui ne peuvent pas être appliquées à grande échelle industrielle. La présente invention se rapporte à un procédé de production de poudres de caoutchouc s'écoulant librement, qui ne contiennent que de petites quantités d1additifs, où des particules d'une dimension de 300 à l.500/u sont produites à partir d'un caoutchouc et où, pendans ou immédiatement après la production de ces particules, on mé- lange intimement avec les particules 2 à 7 % en poids par rapport au caoutchouc d'une charge active. D'une manière générale, le procédé peut etre utilisé en relation avec tous le caoutchoucs connus, c'est--dire les caoutchoucs naturels et les caoutchoucs synthétiques. Des caoutchoucs particulièrement appropriés sont : les copolymères de butadiène et d'acryloni- trile et leurs formulations avec du chlorure de polyvinyle (NBR), les copolymères de butadiène et de styrène (S3R) > les homopolymères et copolymères de chioroprène (CR), les homopolymères de butadiène (BR), les terpolymères d'éthylène, de propylène et d'une petite quantité d'un troisième monomètre, généralement une dioléfine non conjuguée (EPOX), les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVAC), les homopolymères et copolymères diisoprène (IR), les homopolymères de cyclopentène (TPR), les copolymères d'isobutylène et d'isoprène (IIR), les homopolymères et copolymères des esters de l'acide acrylique (ACM), le polyéthylène sulfochloré (CsM), les homopolymères et copolymères d'épichlorhydrine (CHR), les homopolymères et copolymères d'oxyde de propylène (PuR), le caoutchouc de silicone (SIR), le caoutchouc fluoré (CFM), le caoutchouc naturel (NR), le caoutchouc de polyuréthane (UE). Dans la description suivante, Iorsquil est fait mention de ces caoutchoucs, on utilise les abréviations indiquées entre parenthèses. Des charges actives dans-le cadre de l'invention sont plus spécialement des dérivés de silice ayant une surface active de 30 à 40Ü m2/g et aussi une dimension de particule de 4 à 2 x 10 2 microns, ainsi que des sels métalliques d'acides gras (ayant un nombre d'atomes de carbone de 10 à 25) et des oxydes métalliques finement divisés comme par exemple l'oxyde de magnésium ou l'oxyde de zinc. I1 existe essentiellement deux modes opératoires pour la mise en oeuvre du procédé 1. On utilise initialement un latex de caoutchouc et on précipite le caoutchouc sous une forme finement divisée à partir du latex par les méthodes conventionnelles de coagulation. Ceci peut se faire par acidification, addition d'électrolytes (chlorure de calcium) ou congélation, selon la nature de l'émulsifiant dans le latex de caoutchouc. Le coagulat est alors séparé du sérum et la charge est incorporée dans le coagulat, lequel est encore humecté d'eau. On peut alors déshydrater le coagulat dans des unités de séchage convetionnelles, par exemple des séchoirs à circulation. On préfère aussi que la matière précipitée soit désagglomérée avant le stade de séchage. Dans une autre forme préférée de l'invention, la charge et le coagulat sont introduits simultanément avec mélangeage intense dans l'appareil de séchage. Dans ce cas, la charge peut être fournie en un point, mais on préfère toutefois fournir seulement une partie de la charge à l'entrée dans l'appareil de séchage, les autres quantités de charge étant introduites au cours du processus de séchage proprement dit, par exemple en d'autres points dans l'appareil de séchage. 2. un utilise initialement du caoutchouc solide, qui généralement consiste en des particules ayant un diamètre d'environ 3 à en viron lu mm. Des particules de caoutchouc de cette dimension peuvent être produites à partir d'un matériau compact par désagrégation avec des concasseurs en forme de croissant ou des machines de granulation'du type de découpage. Lorsque la matière granulée grossière est ainsi produite, on devra ajouter de petites quantités (jusqu'à environ 1 ) de charges actives pour maintenir la matière granulée grossière sous une forme capable de s'écouler. Par conséquent, dans les deux modes opératoires, la charge est ajoutée à un moment ou les particules sont juste en formation ou viennent entre formées, mais ne sont toujours pas capables de coller entre elles. Pour éviter l'effet de collage et pour obtenir une poudre capable de s'écouler, il suffit alors d'employer de très petites quantités de charge , soit 2 à 7 XJ en poids par rapport au caoutchouc. Pour la production de la poudre de caoutchouc, la matière granulée grossière est alors introduite dans un broyeur, de préférence un broyeur à plaques de bafles sans dispositifs de tamisage, après lequel est montée une machine de tamisage. On introduit une quantité de charge conjointement avec la matière granulée dans le broyeur de telle sorte que la proportion de charge dans le produit final soit d'environ 3 à environ 7 go en poids. De préférence, la poudre quittant le broyeur est immédiatement tamisée. Les particules qui dépassent une valeur prescrite, qui est comprise entre environ 0,6 et 2 mm., sont renvoyées au broyeur et broyées une fois de plus. L'aptitude à l'écoulement d'une poudre peut tre définie par l'intensité de tassement suivant la norme ASTM D 1937 - 62 T. Pour produire l'intensité de tassement, la poudre à tester est introduite dans un cylindre métallique, l'échantillon subit une charge peu de temps (1U secondes) et l'écoulement de la poudre est jugé d'après la charge considérée. L'intensité de tassement est la charge en livres après laquelle la matière ne peut plus tout juste s'écouler. Plus l'intensité de tassement en livres est élevée, plus favorable est la matière jugée. La limite la plus basse d'une capacité suffisante d'écoulement pour la poudre de caoutchouc est 'environ 8 livres. Exemple 1. On broie les caoutchouessuivants 1) du polychloroprene 21 un copolymère acrylonitrile-butadiène 3) un copolymère styrène-butadiène 4) une formulation copolymère acrylonitrile-butadiene/ chlorure de polyvinyle, ayant une viscosité Mooney ML4' d'environ 50 dans un broyeur à plaques de bafles ayant une capacité de 45 kilowatts à une dimension de grain d'environ 0,8 mm. Le broyeur fournit environ 150 kg/heure de poudre ayant la dimension de grain requise et le débit à travers le broyeur est de 225 kg/heure, parce qu'on sépare 75 kg/heure d'une fraction grossière après broyage que l'on retourne au broyeur. On utilise comme charge une silice très active, ayant une surface active de 250 g/m2 en une quantité de 7 ffi en poids par rapnort au caoutchouc introduit. L'intensité de tassement suivant la norme ASTll est mesurée par rapport aux poudres de caoutchouc et les poudres sont examinées pour leur capacité d'écoulement à l'aspect. Les résultats sont re- produits au tableau I. Tableau 1. Ex. Nom Capacité d'écou- Intensité de tassement avec lement addition de charge à addition de charge l'état naissant après le processus (livres) de désagrégation a a is1BR bonne 31 b SBR bonne 8 c aR bonne 31 d N/VC 70 bonne 25 B) a NBR médiocre b SBR médiocre - 6,4 c C médiocre - 10,0 d N/VC 70 médiocre - 6,Q Le tableau montre que l'on ne forme des poudres de caoutchouc ayant de bonnes capacités d'écuulement que lorsque la charge est présente au moment de la formation des particules (à l'état naissant). L'introduction postérieure de la charge exerce un effet sérieux sur la capacité d'écoulement. 3ien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs et/o- procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple(s) illustratif(s) sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de production d'une poudre de caoutchouc stécou- lant librement, caractérisé en ce que des particules ayant une dimension dans l'intervalle de 300 a' Q/u sont produites à partir d'un caoutchouc et en ce qu'on mélange intimement 2 à 7 , en poids, par rapport au caoutchouc, d'une charge active avec les particules soit pendant ou immédiatement anrès leur production. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les particules sont produites en coagulant un latex de caoutchouc. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules sont produites en broyant un caoutchouc solide. 4. Poutre de caoutchouc s'écoulant librement, lorsquselle est préparée par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.