INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De préférence, la composition d’encollage comprend de 15% à 75% en poids d’au moins un acide organique polycarboxylique non-polymérique, et plus préférentiellement de 20% à 60% en poids, et encore plus avantageusement de 25% à 50% en poids, par rapport au poids total sec de la composition.
Dans un autre mode de réalisation préféré du procédé de l’invention, la lignine contenue dans la composition d’encollage en combinaison avec l’acide organique polycarboxylique non-polymérique est une lignine oxydée. Dans ce mode de réalisation, la quantité de lignine oxydée est comprise entre 50% et 85% en poids, de préférence entre 55% et 80% en poids, et plus préférentiellement entre 60% et 75% en poids, par rapport au poids total sec de la composition d’encollage et la lignine oxydée comprend un pourcentage en fonction acide carboxylique compris entre 2% et 20%, de préférence entre 5% et 15% et un pourcentage en fonction alcool primaire compris entre 2% et 20%, de préférence entre 5% et 15%. Lesdits pourcentages en fonction acide carboxylique et en alcool primaire présents sur la lignine oxydée sont mesurés par spectroscopie infra-rouge ; en calculant le ratio de l’intensité des pics de la liaison C−O de la fonction acide carboxylique (C−OOH) et respectivement celle de la fonction alcool primaire (C−OH) de la lignine oxydée par rapport à la somme de l’intensité des pics de la liaison C−O de toutes les fonctions présentes sur la lignine oxydée, tous les pics étant situés entre 1000 cm -1 et 1300 cm -1 . Toutes les fonctions présentent sur la lignine oxydée ayant une liaison C−O sont les suivantes : les fonctions alcool primaire et secondaire (C−OH) ; les fonctions hydroxyles aromatiques (Ar−OH), les fonctions acides (C−OOH) ; les fonctions éther aromatique (Ar−OC), éther aliphatique et cycloaliphatique (C−OC), et méthyl éther (C−OCH 3 ).
L’utilisation d’une lignine oxydée (par rapport à une lignine non-oxydée) a pour avantage de réduire la quantité d’acide organique polycarboxylique non-polymérique à ajouter dans la composition d’encollage pour lier les fibres minérales ou les fibres organiques. Ainsi, dans ce mode particulier de réalisation, la quantité d’acide organique polycarboxylique non-polymérique est comprise entre 15% et 50% en poids, de préférence entre 20% et 45% en poids, et plus préférentiellement entre 25% et 40% en poids, par rapport au poids total sec de la composition d’encollage
En effet, dans la composition d’encollage comprenant la combinaison d’au moins une lignine oxydée et d’au moins un acide organique polycarboxylique non-polymérique, les groupes acides carboxyliques présents sur la lignine oxydée obtenus par scission de la macromolécule puis oxydation des groupes hydroxyles aliphatiques secondaires de la lignine de départ vont réagir avec certains des groupes hydroxyles aliphatiques de la lignine oxydée (en particulier les fonctions alcools primaires) lors de l’étape de chauffage de l’assemblage des fibres initiant une auto-réticulation de la lignine oxydée et les autres groupes hydroxyles aliphatiques de la lignine oxydée restants vont alors réagir avec les groupes acides carboxyliques de l’acide organique polycarboxylique non polymérique ajouté en tant qu’agent de réticulation pour achever la réticulation de ladite lignine oxydée.
Le procédé peut en outre comprendre l’élimination de contaminants macroscopiques provenant de la suspension initiale, qui peut éventuellement contenir jusqu’à 25 % en poids de matières solides. La combinaison peut en outre comprendre la combinaison d’au moins une charge supplémentaire avec l’eau pour former la suspension initiale. La charge supplémentaire peut être choisie dans le groupe constitué par le noir de carbone, le noir de carbone traité au silicium, le noir de carbone revêtu de silice, la silice précipitée, le carbone hydrothermal, les polysaccharides d’ingénierie, le graphène, l’oxyde de graphène, l’oxyde de graphène réduit, la nanocellulose, la lignine, les argiles, les nanoargiles, les oxydes métalliques, les carbonates métalliques, les nanotubes de carbone à paroi unique, les nanotubes de carbone à parois multiples, les nanostructures de carbone, les particules revêtues de noir de carbone et les mélanges de deux de ceux-ci ou plus. Le broyage peut être effectué avec au moins un appareil choisi parmi un mélangeur à couteaux, un broyeur à boulets, un broyeur à fluides, un homogénéisateur, un attriteur, un broyeur à billes horizontal, un broyeur à rotor stator et un broyeur colloïdal.
Le procédé peut en outre comprendre l’ajout d’au moins une charge additionnelle choisie parmi le noir de carbone, le noir de carbone traité au silicium, le noir de carbone revêtu de silice, les particules de noir de carbone revêtues et la silice précipitée à la suspension broyée pour amener la teneur en matières solides du mélange de carbone mélangé par voie humide résultant à 25-70 % en poids. L’ajout peut comprendre l’ajout d’une suspension aqueuse comprenant l’au moins une charge additionnelle, l’ajout d’eau additionnelle à la suspension broyée, ou les deux. Le procédé peut en outre comprendre la pelletisation du mélange de carbone mélangé par voie humide pour former des granulés ou le séchage par pulvérisation du mélange de carbone mélangé par voie humide et, éventuellement, le séchage des granulés.
L’eau peut être un courant continu d’eau, la suspension broyée peut être un courant continu de la suspension broyée, et la combinaison peut comprendre le dosage du carbone de pyrolyse dans le courant continu d’eau. La combinaison peut en outre comprendre le dosage d’au moins une charge supplémentaire dans le courant continu d’eau. La charge supplémentaire peut être choisie dans le groupe constitué par le noir de carbone, le noir de carbone traité au silicium, le noir de carbone revêtu de silice, la silice précipitée, le carbone hydrothermal, les polysaccharides d’ingénierie, le graphène, l’oxyde de graphène, l’oxyde de graphène réduit, la nanocellulose, la lignine, les argiles, les nanoargiles, les oxydes métalliques, les carbonates métalliques, les nanotubes de carbone à paroi unique, les nanotubes de carbone à parois multiples, les nanostructures de carbone, les particules revêtues de noir de carbone et les mélanges de deux de ceux-ci ou plus. Le procédé peut en outre comprendre l’ajout d’au moins une charge additionnelle choisie parmi le noir de carbone, le noir de carbone traité au silicium, le noir de carbone revêtu de silice, les particules de noir de carbone revêtues et la silice précipitée à la suspension broyée pour amener la teneur en matières solides du mélange de carbone mélangé par voie humide résultant à 25-70 % ou 1-25 % en poids. Le dosage peut comprendre le dosage d’une suspension aqueuse de la charge additionnelle dans le courant continu de la suspension broyée, le dosage d’eau supplémentaire dans le flux continu de la suspension broyée, ou les deux.
Dans l’un quelconque de ces modes de réalisation, le procédé peut en outre comprendre la granulation du mélange de carbone mélangé par voie humide, par exemple en granulant le mélange de carbone mélangé par voie humide pour former des granulés ou le séchage par pulvérisation du mélange de carbone mélangé par voie humide. Les granulés peuvent être séchés. La suspension broyée peut être séchée par pulvérisation ou ses solides par ailleurs granulés. Par exemple, la suspension broyée peut être déshydratée à un niveau d’humidité prédéterminé, puis granulée.
Dans un autre mode de réalisation, l’invention concerne des granulés produits en utilisant n’importe quelle combinaison ou sous-combinaison des étapes du procédé ci-dessus.
Dans un autre mode de réalisation, une charge particulaire comprend au moins 10 % en poids (base sèche), par exemple, de 10 à 100 % en poids, 10 à 90 % en poids, 15 à 80 % en poids, 20 à 60 % en poids ou 30 à 50 % en poids, carbone récupéré. Une distribution granulométrique pondérée en volume du carbone récupéré mesurée par microscopie électronique à balayage a un ou plusieurs D50 de pas plus de 2700 nm et pas plus de 15 % de particules ayant un diamètre de particule supérieur à 5 micromètres. Par exemple, le carbone récupéré peut avoir un D50 de 1000 à 2700 nm ou de 1200 nm à 2500. Alternativement ou en outre, le carbone récupéré peut avoir un D75 de 2500 nm à 3300, par exemple, de 1700 à 3000. Alternativement ou en outre, de 3 % à 10 % du carbone récupéré peuvent avoir un diamètre de particule supérieur à 5 micromètres. Alternativement ou en outre, pas plus de 65 %, par exemple de 25 % à 60 %, du carbone récupéré peuvent avoir un diamètre de particule supérieur à 2 micromètres.
Dans l’un de ces modes de réalisation, la charge particulaire peut être choisie dans le groupe constitué par le noir de carbone, le noir de carbone traité au silicium, le noir de carbone revêtu de silice, la silice précipitée, le carbone hydrothermal, les polysaccharides d’ingénierie, le graphène, l’oxyde de graphène, l’oxyde de graphène réduit, la nanocellulose, la lignine, les argiles, les nanoargiles, les oxydes métalliques, les carbonates métalliques, les nanotubes de carbone à paroi unique, les nanotubes de carbone à parois multiples, les nanostructures de carbone et les particules revêtues de noir de carbone. La charge particulaire peut avoir une teneur en humidité de 15 à 80 % en poids, par exemple 40-60 % en poids.
La charge particulaire peut être sous forme de granulés. Les granulés peuvent comprendre 15-80 % d’eau, par exemple 40-60 % d’eau, ou ne pas contenir plus de 3 % d’eau et/ou peuvent être constitués en grande partie d’une charge particulaire, d’eau facultative et d’un liant facultatif. Un granulé peut contenir une charge particulaire selon l’un quelconque de ces modes de réalisation et au moins une charge additionnelle choisie parmi le noir de carbone, le noir de carbone traité au silicium, le noir de carbone revêtu de silice, les particules revêtues de noir de carbone et la silice précipitée.
Dans l’un de ces modes de réalisation, le carbone récupéré peut être du carbone récupéré broyé par voie humide.
Dans un autre mode de réalisation, un composite élastomère comprend un mélange d’un élastomère et d’une charge particulaire de 30-90 pce, par exemple 30-70, 35-60 ou 40-55 pce. La charge particulaire comprend au moins 10 % en poids de carbone récupéré, par exemple 10-100 % en poids, 10-90 % en poids, 15-80 % en poids, 20-60 % en poids ou 30-50 % en poids de carbone récupéré. Le carbone récupéré a un ou plusieurs D50 (pondéré en volume) de pas plus de 2700 nm et pas plus de 15 % (pondéré en volume) de particules ayant un diamètre de particule supérieur à 5 micromètres tel que mesuré par microscopie électronique à balayage sous forme particulaire, c’est-à-dire, avant d’être mélangé avec l’élastomère. Par exemple, le carbone récupéré peut avoir un D50 de 1000 à 2700 nm ou de 1200 nm à 2500. Alternativement ou en outre, le carbone récupéré peut avoir un D75 de 2500 nm à 3300, par exemple, de 1700 à 3000. Alternativement ou en outre, de 3 % à 10 % du carbone récupéré peuvent avoir un diamètre de particule supérieur à 5 micromètres. Alternativement ou en outre, pas plus de 65 %, par exemple de 25 % à 60 %, du carbone récupéré peuvent avoir un diamètre de particule supérieur à 2 micromètres. La charge particulaire peut en outre comprendre un ou plusieurs parmi le noir de carbone, le noir de carbone traité au silicium, le noir de carbone revêtu de silice, la silice précipitée, le carbone hydrothermal, les polysaccharides d’ingénierie, le graphène, l’oxyde de graphène, l’oxyde de graphène réduit, la nanocellulose, la lignine, les argiles, les nanoargiles, les oxydes métalliques, les carbonates métalliques, les nanotubes de carbone à paroi unique, les nanotubes de carbone à parois multiples, les nanostructures de carbone et les particules revêtues de noir de carbone.
Dans l’un de ces modes de réalisation, l’élastomère peut être choisi parmi les caoutchoucs naturels, les caoutchoucs naturels fonctionnalisés, les caoutchoucs styrène-butadiène, les caoutchoucs styrène-butadiène fonctionnalisés, les caoutchoucs polybutadiène, les caoutchoucs polybutadiène fonctionnalisés, les caoutchoucs polyisoprène, les copolymères éthylène-propylène, les caoutchoucs à base d’isobutylène, les caoutchoucs polychloroprène, les caoutchoucs nitrile, les caoutchoucs nitrile hydrogénés, les caoutchoucs polysulfure, les élastomères de polyacrylate, les fluoroélastomères, les perfluoroélastomères et leurs mélanges.
Dans l’un quelconque de ces modes de réalisation, le composite élastomère peut présenter une macrodispersion d’au plus 0,03x+4,4, par exemple, de 0,03x à 0,03x +4,4, où x est le pourcentage de carbone récupéré dans la charge particulaire et la macrodispersion est un pourcentage de surface de particules de charge non dispersées supérieures à 5 μm déterminé par microscopie optique en mode réflexion. Lorsque la charge particulaire est du carbone et du noir de carbone récupérés, le composite élastomère peut présenter une macrodispersion d’au plus 1,9ln(x)+1,2, par exemple de 1,9ln(x)-3,2 à 1,9 ln(x)+0,2.
Dans l’un de ces modes de réalisation, le carbone récupéré peut être du carbone récupéré broyé par voie humide. Dans l’un de ces modes de réalisation, le composite élastomère peut être un composite élastomère vulcanisé.
Une bande de roulement peut comprendre un vulcanisat d’un mélange du composite élastomère avec un ensemble durcisseur. Une bande de roulement peut comprendre un vulcanisat d’un mélange du composite élastomère avec un ensemble durcisseur. L’article peut être incorporé dans des pneus pneumatiques, des pneus non pneumatiques ou des pneus pleins. L’article peut être choisi parmi les bandes de roulement, les sous-chapes, les garnitures intérieures, les parois latérales, les inserts de paroi latérale, la couche de liaison en fil de fer et la gomme de coussin pour les pneus retraités. L’article peut être choisi parmi les flexibles, les doublures, les revêtements, les joints, les joints de culasse, les articles anti-vibrations, les chenilles, les patins de chenilles pour les équipements de véhicules à chenilles, les supports de moteur, les stabilisateurs antisismiques, les écrans d’équipements miniers, les revêtements d’équipements miniers, les bandes transporteuses, les revêtements de chute, les chemises de pompe à lisier, les roues de pompe à boue, les sièges de soupape, les corps de soupape, les moyeux de piston, les tiges de piston, les plongeurs, les roues pour mélanger les fboues et les roues de pompe à lisier, les chemises de broyeur, les cyclones et les hydrocyclones, les joints de dilatation, les revêtements pour pompes de dragage et pompes de moteur hors-bord pour équipement marin, les joints d’arbre pour applications marines, pétrolières, aérospatiales et autres, les arbres d’hélice, les revêtements de tuyauterie, les supports de moteur, les bagues, les coupe-froid, les essuie-glaces, les composants automobiles, les joints, les joints de culasse, les boîtiers, les éléments de roue et les éléments de voie.
Alternativement ou en plus, un vulcanisat d’un mélange du composite élastomère avec un ensemble durcisseur a des propriétés de fatigue équivalentes ou inférieures à 90 % de celles d’un vulcanisat produit par le même procédé et avec la même composition sauf que du noir de carbone ASTM N550 est utilisé à la place du carbone récupéré. Le composite élastomère peut présenter une macrodispersion d’au plus 0,03x+4,4, par exemple, de 0,03x à 0,03x +4,4, où x est le pourcentage de carbone récupéré dans la charge particulaire et la macrodispersion est un pourcentage de surface de particules de charge non dispersées supérieures à 5 μm déterminé par microscopie optique en mode réflexion. Lorsque la charge particulaire est du carbone et du noir de carbone récupérés, le vulcanisat peut présenter une macrodispersion d’au plus 1,9ln(x)+0,2, par exemple de 1,9ln(x)3,2 à 1,9 ln(x)+0,2.
Dans un autre mode de réalisation, un composite élastomère comprend un mélange d’un élastomère et de 30-90 pce d’une charge particulaire. Dans certains modes de réalisation, la charge particulaire comprend au moins 10 % en poids de carbone récupéré, et le composite élastomère présente une macrodispersion d’au plus 0,03x+4,4, par exemple, de 0,03x à 0,03x +4,4, où x est le pourcentage de carbone récupéré dans la charge particulaire et la macrodispersion est un pourcentage de surface de particules de charge non dispersées supérieures à 5 μm déterminé par microscopie optique en mode réflexion. Lorsque la charge particulaire comprend au moins 10 % en poids (base sèche) de carbone récupéré avec le reste de noir de carbone, la macrodispersion est d’au plus 1,9 ln(x)+1,2, par exemple, de 1,9 ln(x)-3,2 à 1,9ln(x)+0,2. Dans l’un de ces modes de réalisation, le composite élastomère peut être vulcanisé, et/ou le carbone récupéré peut être du carbone récupéré broyé par voie humide. Le carbone récupéré peut avoir un ou plusieurs D50 (pondéré en volume) de pas plus de 2700 nm et pas plus de 15 % (pondéré en volume) de particules ayant un diamètre de particule supérieur à 5 micromètres tel que mesuré par microscopie électronique à balayage. Par exemple, le carbone récupéré peut avoir un D50 de 1000 à 2700 nm ou de 1200 nm à 2500. Alternativement ou en outre, le carbone récupéré peut avoir un D75 de 2500 nm à 3300, par exemple, de 1700 à 3000. Alternativement ou en outre, de 3 % à 10 % du carbone récupéré peuvent avoir un diamètre de particule supérieur à 5 micromètres. Alternativement ou en outre, pas plus de 65 %, par exemple de 25 % à 60 %, du carbone récupéré peuvent avoir un diamètre de particule supérieur à 2 micromètres.
Les différents composés ont été mélangés dans un flacon en verre équipé d’un agitateur magnétique. Les quantités d’organopolysiloxanes A et B ont été ajustées de manière à ce que le rapport molaire SiH/SiVinyl = 1,1.
Le temps de gel est mesuré sans irradiation. Il correspond au temps de prise en masse du système (le barreau aimanté ne peut plus agiter le système).
Pour les essais sous irradiation, un échantillon de formulation sous forme d’un film de faible épaisseur est placé sous la lampe UV. Le temps de gel correspond au temps de solidification de l’échantillon. Irradiation : Lampe UV LED commercialisée par la société UWAVE avec une longueur d’onde de 395 nm, une puissance 12 W/cm 2 , et une distance source irradiation-échantillon de 4 cm
Une composition silicone selon l’invention comprenant un composé D a été testée, sous irradiation UV ou non, et comparée à des systèmes catalytiques commerciaux, dont certains sont connus pour être actifs sous UV. Les résultats sont présentés dans le tableau 1.
Essais Quantités molaires relatives Pt/E1/D1 Catalyseur Temps de gel sous irradiation UV (secondes) Temps de gel sans irradiation (heures) Essai 1 1/1/25 C1 (5 ppm Pt) 5 20 Essai Comp. 1 1/1/0 C1 (5 ppm Pt) 13 6 Essai Comp. 2 1/0/0 C1 (5 ppm Pt) 5 Moins de 15 minutes Essai Comp. 3 1/0/0 C2 (10 ppm Pt) 10 Plus de 7 jours Essai Comp. 4 1/0/0 C3 (10 ppm Pt) 9 Plus de 7 jours
Ces résultats montrent que la composition silicone selon l’invention possède d’excellentes propriétés (essai 1). En effet, le temps de gel sous UV est très bas, ce qui signifie que la réticulation est très rapide. De plus, la composition silicone selon l’invention est très stable, car le temps de gel sans irradiation est relativement élevé.
L’impact de la quantité de composé D dans des compositions ne comprenant pas d’inhibiteur de réticulation a été évalué. Le catalyseur utilisé est le catalyseur C1 (5 ppm de Pt). Les résultats sont présentés dans le tableau 2.
Essais Quantités molaires relatives Pt/ E1 / D1 Temps de gel sous irradiation UV (secondes) Temps de gel sans irradiation (heures) Essai Comp. 2 1/0/0 5 Essai 2 1/0/10 5 1.5 Essai 3 1/0/25 5 2.5 Essai 4 1/0/50 5 6.5 Essai 5 1/0/75 5 6.5
Ces résultats montrent que le temps de gel sous UV reste très bas, quelle que soit la quantité de composé D , et que l’ajout de composé D permet d’augmenter le temps de gel sans irradiation, et donc d’améliorer la stabilité de la composition.
L’impact de la quantité de composé D dans des compositions comprenant un inhibiteur de réticulation a également été évalué. Le catalyseur utilisé est le catalyseur C1 (5 ppm de Pt). Les résultats sont présentés dans le tableau 3.
Essais Quantités molaires relatives Pt/ E1 / D1 Temps de gel sous irradiation UV (s) Temps de gel sans irradiation(h) Essai Comp. 1 1/1/0 13 6 Essai 6 1/1/2.5 9 9 Essai 7 1/1/5 8 14 Essai 8 1/1/10 6 14 à 20 Essai 9 1/1/25 5 20 Essai 10 1/1/50 5 20 Essai 11 1/1/100 5 20 Essai 12 1/2/0 15 20 Essai 13 1/2/25 6 22 Essai 14 1/2/50 6 22
Ces résultats montrent que l’ajout de composé D dans une composition comprenant un inhibiteur de réticulation E permet de réduire le temps de gel sous UV, et d’augmenter le temps de gel sans irradiation afin d’atteindre un seuil tout à fait acceptable.
Avantageusement, le composé D est de formule (I) (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. De préférence, R est le groupement suivant , et dans ce cas, le composé D est le β-carotène.
La composition silicone X peut comprendre un composé D ou un mélange de plusieurs composés D .
Certains composés D sont bien connus pour être des pigments naturels, par exemple le β-carotène. En raison de l’utilisation de ces composés D , la composition silicone X peut éventuellement être colorée. Toutefois, il a été constaté que l’élastomère silicone obtenu après réticulation de la composition silicone X était incolore. L’utilisation de composés D selon l’invention n’est donc pas un frein à la préparation de revêtements ou d’articles en élastomères silicones transparents.
Le rapport molaire entre le platine contenu dans le catalyseur C (platine-métal) 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. Selon un mode de réalisation particulier, le ratio molaire entre le platine contenu dans le catalyseur C et le composé D est de 1:25.
La composition silicone réticulable X peut comprendre entre 2 et 10000 ppm de composé D , de préférence entre 5 et 1000 ppm, par rapport au poids total de la composition silicone X .