Brevet FR3130816A1 — publié le 20230623

La présente invention a pour objet une composition silicone X réticulable par des réactions de polyaddition pour former un élastomère silicone. En particulier, la présente invention a pour objet une composition silicone X réticulable par irradiation, et comprenant au moins un composé D sélectionné parmi le rétinol, le rétinal, l’acide rétinoïque, les esters d’acide carboxylique de rétinol, les carotènes, et leurs mélanges. Composition silicone réticulable par irradiation La présente invention a pour objet une composition silicone X réticulable par des réactions de polyaddition pour former un élastomère silicone. En particulier, la présente invention a pour objet une composition silicone X réticulable par irradiation, et comprenant au moins un composé D sélectionné parmi le rétinol, le rétinal, l’acide rétinoïque, les esters d’acide carboxylique de rétinol, les carotènes, et leurs mélanges. Arrière-plan technologique Les compositions silicones réticulables par des réactions de polyaddition sont généralement réticulées thermiquement en présence d’un catalyseur au platine, en particulier le catalyseur de Karstedt. Cependant, depuis plusieurs années, des compositions réticulables par irradiation ont été développées. Ce type de composition réticulable par irradiation est notamment très utile pour des applications de type « coating », où un support est recouvert d’un revêtement silicone. De plus, ce type de procédé présente des avantages car il est moins énergivore que le procédé thermique, ce qui permet de réaliser des économies. C’est particulièrement vrai lorsque l’irradiation est effectuée par des systèmes UV-LED. La demande de brevet WO9525734 décrit des complexes organoplatiniques photoactifs pour la réticulation par hydrosilylation d’organopolysiloxane SiH et SiVi. Ces complexes organoplatiniques photoactifs sont préparés en faisant réagir un ligand photosensible sur le complexe de Karstedt. Toutefois, les systèmes décrits dans cette demande ne permettent pas d’obtenir à la fois une bonne réactivité sous UV (réticulation rapide sous irradiation), et une bonne stabilité de la composition sans irradiation (temps de gel long sans irradiation). Le document EP0398701 décrit des compositions silicones comprenant un composé ayant une insaturation aliphatique, un composé contenant au moins un atome d'hydrogène lié au silicium, et un catalyseur de platine(II) ayant des ligands β-dicétonate, comme le Pt(acétylacétonate) 2 . Ces compositions sont réticulables par irradiation actinique. Néanmoins, ces catalyseurs peuvent présentés une faible activité à cause d’une solubilité limitée dans les silicones. Il est également connu d’utiliser comme photocatalyseur le complexe Me 3 Pt(MeCp) (complexe de platine triméthyl(méthylcyclopentadiényl)) pour des réactions d’hydrosilylation. Cependant l’utilisation de ce catalyseur présente des inconvénients car il est volatil, cher et très toxique. Par ailleurs, les systèmes décrits ci-dessus ne sont pas forcément utilisables lorsque l’irradiation est effectuée par des systèmes UV-LED. En effet, le fait de travailler avec une source de lumière monochromatique comme les LED nécessite une conception plus précise du système photocatalytique afin de maximiser l'efficacité de l'absorption des photons, et donc la réactivité du système. Il est donc nécessaire de développer des systèmes photocatalytiques pouvant parer à ces désavantages. Dans ce contexte, la présente invention vise à satisfaire au moins l’un des objectifs suivants. L’un des objectifs de l’invention est la fourniture d’une composition réticulable sous irradiation UV, et notamment UV-LED. Un autre objectif de l’invention est la fourniture d’une composition réticulable sous irradiation ayant une bonne réactivité. Un autre objectif de l’invention est la fourniture d’une composition réticulable sous irradiation ayant une bonne stabilité lorsqu’elle n’est pas irradiée (temps de gel long sans irradiation). Brève description de l’invention Ces objectifs, parmi d’autres, sont atteints par la présente invention qui concerne en premier lieu une composition silicone X réticulable par irradiation comprenant : au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C 2 -C 12 liés au silicium; au moins un organopolysiloxane B présentant, par molécule, au moins deux motifs SiH ; une quantité catalytiquement efficace d’au moins un catalyseur d’hydrosilylation C , de préférence un catalyseur d’hydrosilylation à base de platine ; et au moins un composé D sélectionné parmi le rétinol, le rétinal, l’acide rétinoïque, les esters d’acide carboxylique de rétinol, les carotènes, et leurs mélanges. Le fait d’utiliser un composé D tel que défini permet d’augmenter la réactivité de la composition silicone X sous irradiation, et en particulier sous irradiation UV-LED. La composition silicone X réticule donc plus rapidement. De plus, le composé D permet de stabiliser la composition silicone X avant irradiation. Ainsi, il est possible de garder la composition silicone X non réticulée pendant plusieurs heures, lorsque la composition n’est pas soumise à une irradiation. De plus, le composé D peut être choisi parmi des produits naturels, ce qui est avantageux. La présente invention a également pour objet un procédé de préparation d’un revêtement sur un support, comprenant les étapes suivantes : - application d’une composition silicone X sur un support, de préférence un support textile, et - réticulation de ladite composition par irradiation électronique ou photonique, de préférence par exposition à un faisceau d’électrons, par exposition à des rayons gamma, ou par exposition à un rayonnement de longueur d’onde comprise entre 100 nm et 450 nm, notamment à un rayonnement UV. La présente invention a également pour objet un support revêtu susceptible d’être obtenu selon ledit procédé. La présente invention a également pour objet l’utilisation de la composition silicone X pour la préparation d’élastomères silicones. La présente invention a également pour objet un prémélange pour composition silicone comprenant : - au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C 2 -C 12 liés au silicium, - au moins un catalyseur d’hydrosilylation C , et - au moins un composé D sélectionné parmi le rétinol, le rétinal, l’acide rétinoïque, les esters d’acide carboxylique de rétinol, les carotènes, et leurs mélanges. Définitions Dans la présente demande, on entend par « composition silicone réticulable par irradiation », une composition silicone comprenant au moins un organopolysiloxane capable de durcir par irradiation électronique ou photonique. Parmi les irradiations électroniques, on peut citer les expositions à un faisceau d’électrons (electron beam). Parmi les irradiations photoniques, on peut citer les expositions à un rayonnement UV ou les expositions à des rayons gamma. De préférence, l’irradiation est faite par exposition à un rayonnement de longueur d’onde comprise entre 100 nm et 450 nm, ou entre 200 nm et 405 nm. Dans le présent texte, « UV » signifie ultra-violet. Un rayonnement ultra-violet est défini comme un rayonnement électromagnétique dont la longueur d’onde est comprise entre environ 100 nm et environ 405 nm, soit en deçà du spectre de la lumière visible. De plus, dans le présent texte, « LED » est l’abrégé bien connu de l’homme du métier pour « diode électroluminescente » (également DEL en français). Sauf indication contraire, toutes les viscosités des huiles silicones dont il est question dans le présent exposé correspondent à une grandeur de viscosité dynamique à 25°C dite « Newtonienne », c’est-à-dire la viscosité dynamique qui est mesurée, de manière connue en soi, avec un viscosimètre Brookfield à un gradient de vitesse de cisaillement suffisamment faible pour que la viscosité mesurée soit indépendante du gradient de vitesse. Dans la présente description, le terme « textile » est un terme générique englobant toutes les structures textiles. Les textiles peuvent être constitués par des fils, fibres, filaments et/ou autres matières. Ils comprennent notamment les étoffes souples, qu’elles soient tissées, collées, tricotées, tressées, en feutre, aiguilletées, cousues, ou réalisées par un autre mode de fabrication. Par « fil », on entend par exemple un objet multifilamentaire continu, un fil continu obtenu par assemblage de plusieurs fils ou un filé de fibres continu, obtenu à partir d’un unique type de fibres, ou d’un mélange de fibres. Par « fibre », on entend par exemple une fibre courte ou longue, une fibre destinée à être travaillée en filature ou pour la fabrication d’articles non tissés ou un câble destiné à être coupés pour former des fibres courtes. Le textile peut parfaitement être constitué de fils, fibres et/ou filaments ayant subi une ou plusieurs étapes de traitements avant la réalisation de la surface textile, tels que par exemple des étapes de texturation, d’étirage, d’étirage-texturation, d’ensimage, de relaxation, de thermofixation, de torsion, de fixation, de frisage, de lavage et/ou de teinture. Dans la présente demande, tous les % et les ppm sont indiqués en poids, sauf mention contraire. Composition silicone X réticulable par irradiation comprenant : au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C 2 -C 12 liés au silicium; au moins un organopolysiloxane B présentant, par molécule, au moins deux motifs SiH ; une quantité catalytiquement efficace d’au moins un catalyseur d’hydrosilylation C , de préférence un catalyseur au platine ; et au moins un composé D sélectionné parmi le rétinol, le rétinal, l’acide rétinoïque, les esters d’acide carboxylique de rétinol, les carotènes, et leurs mélanges. Composition silicone X selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé D est de formule (I) dans laquelle R est sélectionné parmi –CH 2 OH, -CHO, -COOH, -OCOR’, et les groupements suivants : , , et , avec R’ correspondant à un groupement alkyle en C 1 à C 18 , de préférence en C 1 à C 6 , et plus préférentiellement R’ est un méthyle. Composition silicone X selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le composé D est le β-carotène. Composition silicone X selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport molaire entre le platine contenu dans le catalyseur C et le composé D est compris entre 1:1 et 1:250, de préférence entre 1:5 et 1:200, et plus préférentiellement entre 1:10 à 1:100. Composition silicone X selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend 2 et 10000 ppm de composé D , de préférence entre 5 et 1000 ppm, par rapport au poids total de la composition silicone X . Composition silicone X selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle est réticulable par exposition à un rayonnement de longueur d’onde comprise entre 100 nm et 450 nm, notamment à un rayonnement UV. Composition silicone X selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend, en outre, entre 1 et 1000 ppm d’un inhibiteur de réticulation E , de préférence entre 2 et 50 ppm, par rapport au poids total de la composition silicone X . Procédé de préparation d’un revêtement sur un support, comprenant les étapes suivantes : - application d’une composition silicone X selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 sur un support, de préférence un support textile, et - réticulation de ladite composition par irradiation électronique ou photonique, de préférence par exposition à un faisceau d’électrons, par exposition à des rayons gamma, ou par exposition à un rayonnement de longueur d’onde comprise entre 100 nm et 450 nm, notamment à un rayonnement UV. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la réticulation a lieu par exposition à un rayonnement UV dont la source est une lampe UV-LED. Support revêtu susceptible d’être obtenu selon le procédé selon la revendication 8 ou 9. Utilisation de la composition silicone X selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, pour la préparation d’élastomères silicones. Prémélange pour composition silicone comprenant : - au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C 2 -C 12 liés au silicium, - au moins un catalyseur d’hydrosilylation C , et - au moins un composé D sélectionné parmi le rétinol, le rétinal, l’acide rétinoïque, les esters d’acide carboxylique de rétinol, les carotènes, et leurs mélanges.