Brevet FR3038900A1 (20170120)
REVENDICATIONS:\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un composite élastomère-silice comprenant : (a) la fourniture d'un flux continu sous pression d'au moins un premier fluide comprenant une dispersion déstabilisée de silice sous forme particulaire et ayant un % en poids de silice allant d'environ 6 % en poids à environ 35 % en poids sur la base du poids du premier fluide, dans lequel ladite silice a été obtenue sans séchage de ladite silice pour avoir une teneur en solides supérieure à 40 % en poids ; et (b) la fourniture d'un flux continu d'au moins un second fluide comprenant du latex d'élastomère ; (e) la fourniture d'un débit volumétrique du premier fluide par rapport à celui du second fluide pour obtenir une teneur en silice allant d'environ 15 phr à environ 180 phr dans le composite élastomère-silice ; (d) la combinaison du flux du premier fluide et du flux du second fluide avec un impact suffisamment énergique pour distribuer la silice dans le latex d'élastomère afin d'obtenir une phase continue de caoutchouc solide contenant de la silice ou une phase continue de caoutchouc semi-solide contenant de la silice.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant avant l'étape 1(a) : (a) l'acidification d'une solution de silicate pour obtenir une bouillie aqueuse de silice précipitée ; et (b) la filtration de la bouillie aqueuse de silice précipitée pour obtenir une silice précipitée sous forme d'un gâteau de filtration ayant une teneur en eau allant d'environ 60 % en poids à environ 90 % en poids sur la base du poids du gâteau de filtration.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 2, comprenant en outre le traitement mécanique dudit gâteau de filtration, où l'agglomération des particules de silice, la viscosité du gâteau de filtration ou une combinaison de celles-ci, sont réduites.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 2, comprenant en outre l'ajustement de l'acidité de la bouillie aqueuse de silice précipitée.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant en outre avant l'étape 1(a) : (a) l'acidification d'une solution de silicate pour obtenir une bouillie aqueuse de silice précipitée ayant une concentration ionique initiale ; et (b) l'ajustement de la concentration ionique initiale de la bouillie aqueuse de silice précipitée pour obtenir une dispersion déstabilisée de la silice précipitée ayant une concentration ionique allant d'environ 10 mM à environ 160 mM.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant avant l'étape 1(a) : (a) l'acidification d'une solution de silicate pour obtenir une bouillie aqueuse de silice 3038900 85 précipitée ; (b) sans sécher la silice précipitée, l'ajustement de la bouillie aqueuse de silice précipitée jusqu'à une teneur en solides allant d'environ 6 % en poids à environ 35 % en poids pour obtenir une dispersion déstabilisée de la silice précipitée. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant avant l'étape 1(a) : (a) l'acidification d'une solution de silicate pour obtenir une bouillie aqueuse de silice précipitée ; (b) la récupération de silice précipitée sans former de gâteau de filtration.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 5, dans lequel l'ajustement comprend la filtration de 10 ladite bouillie aqueuse de silice précipitée pour obtenir une silice précipitée sous la forme d'un gâteau de filtration, le lavage du gâteau de filtration avec un milieu aqueux et l'ajustement de la teneur en solides du gâteau de filtration et de la concentration ionique pour obtenir le premier fluide.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 8, comprenant en outre le traitement mécanique 15 dudit gâteau de filtration, où l'agglomération des particules de silice, la viscosité du gâteau de filtration ou une combinaison de celles-ci, sont réduites.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant avant l'étape 1(a) : (a) l'ajout d'une solution aqueuse de silicate à une bouillie aqueuse de particules de noir de carbone pour former un mélange réactionnel ; 20 (b) l'ajustement du pH du mélange réactionnel pour déposer la silice sur les particules de noir de carbone et obtenir une bouillie aqueuse de particules de noir de carbone enrobées de silice ayant une concentration ionique initiale ; et (c) sans sécher le mélange réactionnel jusqu'à une teneur en solides supérieure à 40 % en poids, l'ajustement de la bouillie aqueuse de particules de noir de carbone enrobées 25 de silice jusqu'à une teneur en solides allant d'environ 6 % en poids à environ 35 % en poids.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite silice est du noir de carbone enrobé de silice.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 10, comprenant en outre l'ajustement de la concentration ionique initiale de la bouillie aqueuse de silice précipitée pour obtenir une 30 dispersion déstabilisée de particules de noir de carbone enrobées de silice ayant une concentration ionique allant d'environ 10 mM à environ 160 mM.\n<CLM>\1\tProcédé pour fabriquer un composé de caoutchouc comprenant (a) la réalisation du procédé selon la revendication 1, et (b) le mélange du composite élastomère-silice avec d'autres composants pour former 35 le composé de caoutchouc, dans lequel lesdits autres composants comprennent au moins un antioxydant.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 13, dans lequel au moins un antioxydant a une 3038900 86 affinité plus faible pour la silice que l'antioxydant 6PPD.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 14, dans lequel l'antioxydant comprend le 2,2,4- trinnéthyl 1- 1,2 dihydroquinoline polymérisé ou le 2,6-di-t-butyl-4-méthylphénol, l'antioxydant 6PPD ou une de leurs combinaisons. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite silice est traitée chimiquement avec au moins un silane.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 16, dans lequel ladite silice est traitée par du silane avant la réalisation de l'étape 1(a).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, ledit procédé comprenant en outre l'exposition 10 de la silice particulaire à un traitement mécanique, où une distribution contrôlée de la taille de particule de silice est obtenue avant la réalisation de l'étape 1(a).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 18, dans lequel ledit traitement mécanique comprend le concassage, le broyage, la pulvérisation, la brisure ou le traitement à fort cisaillement ou des combinaisons de ceux-ci. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite silice est de la silice précipitée.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite silice a une zone de surface BET allant d'environ 20 m2/g à environ 450 m2/g.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit flux de ladite phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant de la silice se forme en deux secondes ou moins 20 après la combinaison dudit premier flux de fluide et dudit second flux de fluide.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit flux de ladite phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant de la silice se forme environ 50 millisecondes à environ 1 500 millisecondes après la combinaison dudit premier flux de fluide et dudit second flux de fluide. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit premier fluide à l'étape (a) comprend en outre au moins un sel.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit premier fluide à l'étape (a) comprend en outre au moins un acide.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite phase continue de caoutchouc 30 solide ou semi-solide contenant de la silice comprend environ 40 % en poids à environ 95 % en poids d'eau ou de fluide aqueux.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite combinaison s'effectue dans une zone de réaction ayant un volume allant d'environ 10 cm3 à environ 500 cm3.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel les débits volumétriques relatifs se 35 situent à un rapport de débit volumétrique du premier fluide par rapport au second fluide allant de 0,4:1 à 3,2:1.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel les débits volumétriques relatifs se 3038900 87 situent à un rapport de débit volumétrique du premier fluide par rapport au second fluide allant de 0,2:1 à 2,8:1.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel les débits volumétriques relatifs se situent à un rapport de débit volumétrique du premier fluide par rapport au second fluide allant 5 de 0,4:1 à 3,2:1, et ladite dispersion déstabilisée de la silice comprend au moins un sel.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel les débits volumétriques relatifs se situent à un rapport de débit volumétrique du premier fluide par rapport au second fluide allant de 0,2:1 à 2,8:1, et ladite dispersion déstabilisée de silice comprend au moins un acide.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit latex d'élastomère comprend 10 une base, ladite dispersion déstabilisée de silice comprend au moins un acide et un rapport molaire d'ions hydrogène dans ledit acide dans ledit premier fluide par rapport à ladite base dans le second fluide est d'au moins 1,0.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit latex d'élastomère comprend une base, ladite dispersion déstabilisée de silice comprend au moins un acide et un rapport 15 molaire d'ions hydrogène dans ledit acide dans ledit premier fluide par rapport à ladite base dans le second fluide allant de 1 à 4,5.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite dispersion déstabilisée de silice comprend au moins un acide et dans lequel ledit latex d'élastomère présent dans ledit second fluide a une concentration d'ammoniac comprise d'environ 0,3 % en poids à environ 20 0,7 % en poids sur la base du poids du latex d'élastomère, et un rapport molaire d'ions hydrogène dans ledit acide dans ledit premier fluide par rapport à l'ammoniac dans ledit second fluide est d'au moins 1:1.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite teneur en silice dudit composite élastomère-silice est d'environ 35 phr à environ 115 phr. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite teneur en silice dudit composite élastomère-silice est d'environ 40 phr à environ 115 phr.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite dispersion déstabilisée de silice comprend environ 10 % en poids à environ 28 % en poids de silice.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 comprenant en outre la récupération de ladite 30 phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant de la silice à pression ambiante.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit premier fluide comprenant ladite dispersion déstabilisée de silice a une amplitude de potentiel zêta inférieure à 30 mV.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite dispersion déstabilisée de 35 silice comprend au moins un sel, dans lequel la concentration d'ions de sel dans ladite dispersion déstabilisée est comprise d'environ 10 mM à environ 160 mM.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite dispersion déstabilisée de 3038900 88 silice comprend au moins un sel, dans lequel ledit sel est présent dans ladite dispersion déstabilisée dans une quantité allant d'environ 0,2 % en poids à environ 2 % en poids sur la base du poids de ladite dispersion déstabilisée.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite dispersion déstabilisée de 5 silice comprend au moins un acide, dans lequel ledit acide est présent dans ladite dispersion déstabilisée dans une quantité allant d'environ 0,8 % en poids à environ 7,5 % en poids sur la base du poids de ladite dispersion déstabilisée.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite dispersion déstabilisée de silice comprend au moins un acide, dans lequel la concentration d'acide dans ladite dispersion 10 déstabilisée est comprise d'environ 200 mM à environ 1 000 mM.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (c) est réalisée avec le flux continu du premier fluide à une vitesse A et le flux continu du second fluide à une vitesse B, et la vitesse A est au moins 2 fois plus rapide que la vitesse B.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel l'étape (c) est réalisée dans une zone 15 de réaction semi-confinée et le premier fluide a une vitesse suffisante pour induire une cavitation dans la zone de réaction lors de la combinaison avec le second fluide.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 45, dans lequel le second fluide a une vitesse suffisante pour créer un flux turbulent.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite dispersion de silice comprend 20 une silice modifiée en surface ayant des fragments de surface hydrophobes.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit premier fluide est un fluide aqueux.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 48, dans lequel ledit premier fluide est un fluide aqueux, comprenant en outre au moins un sel et au moins un acide. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel du noir de carbone est présent dans ledit composite élastomère-silice dans une quantité allant d'environ 10 % en poids à environ 0,1 % en poids sur la base de la matière particulaire totale présente dans ledit composite élastomère-silice.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, ledit procédé comprenant en outre la 30 déstabilisation d'une dispersion de silice en abaissant un pH de la dispersion de silice de façon à former la dispersion déstabilisée de silice fournie à l'étape 1(a).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, ledit procédé comprenant en outre la déstabilisation d'une dispersion de silice en abaissant un pH de la dispersion de silice à un pH allant de 2 à 4 de façon à former la dispersion déstabilisée de silice fournie à l'étape 1(a). 35\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ladite silice a une surface hydrophile.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 18, dans lequel ladite distribution de taille de particule de silice est comprise d'environ 500 nanomètres à environ 50 microns. 3038900 89\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 25, dans lequel ledit acide comprend l'acide acétique, l'acide formique, l'acide citrique, l'acide phosphorique ou l'acide sulfurique ou toute combinaison de ceux-ci.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 25, dans lequel ledit acide a un poids moléculaire 5 ou un poids moléculaire moyen inférieur à\n<CLM>\1\t57. Procédé selon la revendication 24, dans lequel ledit sel comprend au moins un sel métallique du groupe 1, 2 ou\n<CLM>\1\t58. Procédé selon la revendication 24, dans lequel ledit sel comprend un sel de calcium, un sel de magnésium ou un sel d'aluminium ou une de leurs combinaisons. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit latex d'élastomère est du latex de caoutchouc naturel.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 59, dans lequel ledit latex de caoutchouc naturel est sous la forme de latex de plantation, de concentré de latex, de latex décanté, de latex chimiquement modifié, de latex enzymatiquement modifié, ou toute combinaison de ceux-ci. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 59, dans lequel ledit latex de caoutchouc naturel est sous la forme de latex de caoutchouc naturel expoxydé.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 59, dans lequel ledit latex de caoutchouc naturel est sous la forme de concentré de latex.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant en outre le mélange du composite 20 élastomère-silice avec un élastomère supplémentaire pour former un mélange de composite élastomère.\n<CLM>\1\tProcédé pour fabriquer un composé de caoutchouc comprenant (a) la réalisation du procédé selon la revendication 1 et (b) le mélange du composite élastomère-silice avec d'autres composants pour former 25 le composé de caoutchouc, dans lequel lesdits autres composants comprennent au moins un antioxydant, du soufre, un polymère autre qu'un latex d'élastomère, un catalyseur, une huile de dilution, une résine, un agent de couplage, un ou plusieurs composites élastomère supplémentaires ou un agent de remplissage de renforcement, ou toute combinaison de ceux- ci. 30\n<CLM>\1\tProcédé pour fabriquer un article de caoutchouc sélectionné parmi les pneumatiques, les moulages, les fixations, les revêtements, les convoyeurs, les joints ou les chemises, comprenant (a) la réalisation du procédé selon la revendication 1 et (b) le mélangeage du composite élastomère-silice avec d'autres composants pour former 35 un composé, et (c) la vulcanisation du composé pour former ledit article de caoutchouc.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'exécution d'une ou 3038900 90 plusieurs étapes post-traitement supplémentaires après la récupération du composite élastomère-silice.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 66, dans lequel les étapes de post-traitement comprennent au moins une étape parmi : 5 a) l'assèchement du composite élastomère-silice pour obtenir un mélange asséché ; b) le mélange ou le mélangeage du mélange asséché pour obtenir un composite élastomère-silice composé ; e) le broyage du composite élastomère-silice composé pour obtenir un composite élastomère-silice broyé ; 10 d) la granulation ou le mélange du composite élastomère-silice broyé ; e) le pressage du composite élastomère-silice après la granulation ou le mélange pour obtenir un composite élastomère-silice pressé ; l'extrusion du composite élastomère-silice ; g) le calandrage du composite élastomère-silice ; et/ou 15 h) la décomposition facultative du composite élastomère-silice pressé et le mélange avec d'autres composants.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 66, dans lequel les étapes de post-traitement comprennent au moins le laminage du composite élastomère-silice.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 66, dans lequel les étapes de post-traitement 20 comprennent la compression de la phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant de la silice pour éliminer environ 1 % en poids à environ 15 % en poids de fluide aqueux contenu dans celle-ci.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel le latex d'élastomère est amené en contact avec au moins un agent de déstabilisation lorsque la dispersion déstabilisée de silice 25 est combinée avec le latex d'élastomère.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant en outre la mise en contact du flux de composite élastomère-silice solide ou semi-solide avec au moins un agent de déstabilisation.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape d'exécution d'une ou 30 plusieurs des étapes suivantes avec la phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant de la silice : a) le transfert de la phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant de la silice dans un réservoir ou un récipient de retenue ; b) le chauffage de la phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant 35 de la silice pour réduire la teneur en eau ; e) l'exposition de la phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant de la silice à un bain acide ; 3038900 91 d) le traitement mécanique de la phase continue de caoutchouc solide ou semi-solide contenant de la silice pour réduire la teneur en eau.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit composite élastomère-silice est une- phase continue de caoutchouc semi-solide contenant de la silice et ledit procédé 5 comprenant en outre la conversion de ladite phase continue de caoutchouc semi-solide contenant de la silice en phase continue de caoutchouc solide contenant de la silice.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 72, dans lequel ladite phase continue de caoutchouc semi-solide contenant de la silice est convertie en ladite phase continue de caoutchouc solide contenant de la silice par traitement avec un fluide aqueux comprenant au 10 moins un acide ou au moins un sel ou une combinaison d'au moins un acide et d'au moins un sel.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit second fluide comprend un mélange de deux ou plus latex d'élastomère différents.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel ledit procédé comprend en outre la 15 fourniture d'un ou plusieurs fluides supplémentaires et la combinaison du ou des fluides supplémentaires avec lesdits premier et second flux de fluide, dans lequel ledit ou lesdits fluides supplémentaires comprennent un ou plusieurs fluides de latex d'élastomère et lesdits fluides supplémentaires sont identiques ou différents dudit latex d'élastomère présent dans ledit second flux de fluide. 20\n<CLM>\1\tArticle de la phase continue de caoutchouc solide contenant de la silice selon le procédé de la revendication 1 et comprenant au moins 40 phr de silice dispersée dans du caoutchouc naturel et au moins 40 % en poids de fluide aqueux, et ayant une dimension en longueur (L), dans lequel l'article de la phase continue de caoutchouc solide contenant de la silice peut être étiré jusqu'à au moins 130 de (L) sans se rompre. 25