<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
"2erfectionneinents aar compositions de caoutchoue et aux
EMI1.2
procédés de préparation de celles-ci",- La. présente invention se rapporte à des compositions de
EMI1.3
caoutchouc et à des procédés de préparation de celles-ci, et elle porte ulus p,rt;.C:121.èr .:;.mt sur l'obtention d'une rntat22:- ri im l'te, finement divisée, propre à <3'tre incorporée e à des mêlants éL st:m;;s à lr iUI)rlCation de compositions de csou.- taouc COdd h,1;lère el,' J:6Iifill.ssage ou charge pour ce11"'8-0J..
.L'.il1Vl;nt.i.On le pom' uni d'obtenir une: têtière ils, l'01J1p11S- s; ,. 0.L c:1;1==.i.c ,;:';. L.oL6nm;, 01'Op'B â être lJ.1..;.llsee aoiiei une COJÜpOS1.':;lon L;<; Cè..JO.1..CtlOt1C, c"ui soit c:m.rr,s¯uero::nt 1nu.ct(o' non S,:Ù.d:1"l1t vs:,--v¯s aep divers ingrédients d'âne com0osJ.ton da cr.outcncuc, nU:8 bk.5L V1S--VlS des agents ch.i.ni.njiHS avec 1'sc1u le COm10S;1..10n de Ct.ou.tctiouc p ut venlr on contE-ot -9E:JllCLè,",t son se;vice , 'ci Wj,.t2 , lorsqu'elle est utilisée, donne )O U'C .::,u¯Ll;t:t t unl-' rr:.tiêr!-: 1.10 s S0ctLln tUllE' ré sis t &.11C(,) ifiéet,nlque et urm: élasticité i:<:<li,tïvenient élevées.
L'invention a également pour but d'obtenir, âne matière do
EMI1.4
remplissage-ou. charge pour des compositions de caoutchouc,qui
<Desc/Clms Page number 2>
puisse être facilement incorporée à la composition pour donner un mélange exceptionnellement plastique.
Dans la fabrication d'articles en caoutchouc, le caoutchouc se trouvant soit sous forme de caoutchouc brut, soit sous for- me de caoutchouc régénéré, est- mélangé avec diverses matières chimiques, comprenant des accélérateurs sulfurés de vulcanisa- tion et des huiles et acides végétaux, ainsi que d'antres in- grédients entrant dans la composition. Dans la plupart des cas, des matières pigmentaires finement; divisées, connues sous le nom de .matières de remplissage ou charges entrent également dans la composition. Le souffre constitue naturellement l'agent de vulcanisation. Les accélérateurs de vulcanisation peuvent être des matières organiques, telles que le merceptebanezthia- zol, la diphényl-guanadine et beaucoup d'autres matières.
Les accélérateurs sont habituellement activés par des bases, tel- les que l'oxyde de zinc, la litharge, la chaux et analogues.
Certaines de ces dernières constituent également des matières de remplissage ou charges pour le caoutchouc. Les huiles et acides sont utilisées pour aulrer la dispersion, la plasti- cité et les propriétés de la, composition à se laisser travail- ler. Certains d'entre eux, tels que l'acide stéarique, facili- tent également la vulcanisation. Des anti-oxydants ou des re- tardateurs de weillissemnt, tels que la phényl-napthamine ou d'autres aminés aromatiques secondaires, sont également fré- quemment incorporés à la composition.
Le "carbon black" (noir de famée), finement divisé, cons- titue l'une des matières de charge les meilleures, mais il est naturellement relativement coûteux à obtenir et, pour cette pas raison, il ne peut @ être utilisé en pratique dans beaucoup de formes peu coûteuses de compositions de caoutchouc. Des genres moins coûteux de charges consistent da.ns la lithophone et dans du carbonate de calcium finement'divisé ou blanc minéral.
Ces dernier.s genres de charges ne sont pas satisfaisante dans tous les cas, car ils sont d'une nature relativement --
<Desc/Clms Page number 3>
alcaline et, dans certains cas, ils tendent à réagir avec les produits chimiques entrant âans la composition, de manière à gêner les propriétés de vulcanisation et/ou de vieillissement.
Ils sont également relativement réactionnels.par rapport aux acides et aux m tières analogues avec lesquelles le caoutchouc peut venir en contact penc.ant le service. En outre, ils sont d'une Mâture relativement poreuse et tendent à absorber des
EMI3.1
Clu.8.n tl. tés excessives des agents de dispersion ou plastifiants, tels que l'huile cie pin ou tféréhenbne, qui sont fréquemment incorpores dans les matières a base de caoutchouc pour accroî- tre leurs propriétés de se laisser travailler.
Dans beaucoup de ces, la résistance- électrique des com- postions ae caoutchouc, contenant du blanc minéral et des
EMI3.2
charges s';fldJlt,ûles, est relativement faible. Ceci est particu- fièrement vrai dans des cas où. les compositions sont soumises l' DC t .Lon de l t LlUf1llcll té.
La présente invention est basée sur 1& découverte que des r:élr.ng4; intimas de silice ot de verre iinemsnt divisés, obte- nus comme produits rësiduairos dans le doucissage de Plaques 11;. verre ou glacer oritJ.n;=ir<9s avec du sable pour produire des surfaces Ü.nU.Ol"f::S, peuvent être traités de manière à obtenir des produits de grande valeur, -pouvant être utilisés dans des proportions appropriées (par exemple 5 à 50%) dans la prépa-
EMI3.3
ration de ueaucoup de compositions de caoutonouo. Le terme l#oul:cilOucll COmpr211Cl à la fois du caoutchouc neuf et du CHOU- tehouce régénéré et des caoutchoucs artificiels, tels que ceux connus sous le nom de "duprene" et "chloroprene".
L'opération de doucissage, dans le finissage de glaces ou plaques de verre, est habituellement effectuée en utilisant au début, comme agent abrasif, du sable grossier en suspensions da.ns de l'eau. Ce sable est applique et frotté contre la sur- face de la glace ou plaque de verre au moyen de blocs de fonte ou polissoirs. Pendant l'opération de doucissage, le sable est graduellement br.oyé en--particules de plus en.plus fines et est souillé par de très petits copeaux ou pellicules de
<Desc/Clms Page number 4>
verre provenant de lasurface de la glaoe, de particules de fer enlevées par abrasion de la surface des blocs en fonte, de plâtre provenant des tables de doucissage, et d'autre substan- ces.
De temps en temps, ce mélange de verre, de silice et de fer est soumis à une opération de classement, dans laquelle les particules plus grossières de silice sont séparées de la matière plus fine et sont. renvoyées à l'opération de doucis- sage. La matière plus fine, comprenant du sable broyé, du ver- re et du fer finement divisés ainsi que d'autres matières, est est jetée au rebut ou @ envoyée dans les derniers stades de l'opéra- @ion de douoissage pour effectuer les passes plus fines de doucissage, Finalement, tout le sable est broyé jusqu'à un état si fin de subsdivison qu'il ne pout plus être utilisé dans l'opération de douoissage, et il a alors été. jusqu'ici jeté au rebut.
A ce moment; la matière est une suspension, dans l'eau de particules dans un état si fin de division que pratiquement la totalité passera à travers un tamis comportant environ 325 mailles par pouce-linéaire. Les ingrédients prin- cipaux sont approximativement'les suivants: silice, 75 ou 80% verre, 10 à 20%; fer finement divisé, environ 1 à 3%; et des proportions plus faibles d'autres ingrédients, Jusqu'ici, on a considéré cette matière;comme étant sans valeur et on l'a jetée au rebut, en la déversant dans des rivières ou en la déchargeant dans des puissards. De cette manière, il a été per- du des millions de tonnes de-matière silicisuer très finement divisée, qui ont constitué des gènes sérieuses a.utour des ins- tallations de fabrication de glaces.
Conformément à la présente invention, ce mélange intime. de silice, verre et autres matières très finement divisés, à l'état partiellement hydraté, est soumis à l'action d'un acide minéral, de préférence à l'état dilué, Il estpréférable d'u- tiliser à cet effet de l'acide phosphorique, de l'acide chlor- hydrique ou de l'acide sulfurique, Une concentration de 5 à 10$.environ de l'acide est satisfaisante.
On peut toutefois
<Desc/Clms Page number 5>
employer une concentration plus élevée ou plus raible de l'a- ide Toutefois, des concentrations plus élevées augmenteront
EMI5.1
le prix d4 traitement, ct il est haoitaelleritent préférable de ne j>is 1-js S iZ r-1 x S E:1" , La -boue ou pats de saule résiduaire, soumise cu. ùrsitc- 111811t, {kLlt venir C1..l.reGtt)ni:':lt de l'opération de O-OQC1SSb-se et :olissnge. De même, on peüt utiliser une fll2i:i.,'. ppriiellement déshydratée provennL des puissards ou tas d'accumulation de la matière ré81dQbr8.
Le tru1teffient ae aetne matière résx- duaire par un acide t7C:ut ûcre ef:8ec1,aè à une température rai- sonnable cuelconque jusqu'au point d'ébullition de; 1Iü&u. <i'oL1- tafois, dans la. 91uprt des cas, il ese plus économique d'ef- fectuer le 1:r;:.iioe<;;>,i:.i ±.!%ï0:f.J¯f.'I^tiVenlent 3, la température nor- male ou 1.inb:.ante . On peu'; Ía1.re passer la routière, préalable- à ment, 8. son tri:1,tc;::oi;i .p:;r 11..::1 ac1L<e, l'travers un sëparaieur ma- swn<1:txqJe pour .:n extraire le ier métallique.
Corame r0S\11tbt <;L1 traitement par Llii 8.cl.d.e, la plus grande partie du lier illGt1:-11HJ11.0 et des composés de fer contenus dans la iùu>tj,é-rc rà:sààL1àLre esl i<:;-soate De rr"è'me, une 'proportion la mutJ. 'cs rci:3l..ClU2lra est dissoute. De me'me, une proportion considérable d'alcali, enlevé du verre par hydrolyse, passe on solution. Apres que le traitement par un acide a progresse à un dere suffisant, le mélange de matière finement divisée
EMI5.2
dans l'eau pst soumis au. lavage èLf>.cls an filtre-presse ou dans un appareil de décantation approprié pour en éliminer les
EMI5.3
matières solutjles.
il est finalement obtenu un mélange sensi- blsfficil1t neutre de verre et do saule ou silice finement divisés, qui peut être filtré et séché des , appareils classiques.
Les surfaces des particules de verre sont recouvertes de pellicules de silice. Il est également probable que les parti-
EMI5.4
cules de silice sont pt,rtlellernont érodées et hydratées,de ma- nière à constituer ds surfaces qui sont spécialement suscep- tiblss de s'unir au caoutchouc, lorsqu'elles sont malaxées avec celui-ci. Les couchas de silice sur les particules de verre ré- duisènt naturellement la sensibilité à une réaction chimique.
<Desc/Clms Page number 6>
On peut accroître la proportion de verre dans' le mélange par l'addition de verre finement divisé ou pulvérisé. On peut également la diminuer en soumettant la matière à un classement dans des séparateurs appropriés. dans lesquels on effectue une séparation préférentielle de petites particules de verre. Il est également possible, en traitant le mélange de verre et de silice par une solution de 5 ou 105 d'hydrate de sodium, de dissoudre la plus grande partie du verre de manière à laisser une masse de silice pratiquement pure, très finement divisée,
Le silicate de sodium obtenu dans cette dernière opération peut âtre enlevé par lavage et être concentré pour être utilisé dans d'autres domaines.
La matière peut, avec du soufre, des accélérateurs de vul- canisation, des plastifiants, des anti-oxydants et d'autres in- grédiants destinés à entrer dans la composition, être incorpo- rée à un mélange à peu près quelconque servant à la fabrication de caoutchouc dur ou. mou, dans lequel une matière de remplissa- ge ou charge doit être utilisée, Toutefois, cette matière pré- sents une valeur particulière pour des compositions de caou- tchouc destinées à résister à l'action d'acides ou autrâs pro- , duits chimiques et dans des caoutoucs dura.
Il est donné ci- après un exemple d'une matière d'un type dans lequel la ma- tière de remplissage ou charge solvant l'invention peut être utilisée de façon satisfaisante: EXHALE 1: Caoutchouc régénéré 55 parties plastifiant 5 "
Souffre 6 "
Chaux 7 "
Matière résiduaire traitée prove- nant d'opérations de doucissage ou polissage 27 "
Voici un autre exemple d'une composition:
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
L.ï:IE 3:
Litharge 1,5 parties Oxyde de zinc 4 " Soufre 24 " Chaux 10 " Huile decoton 6 " Charge (sable récupéré) 23 " Cire de lignite 4 " Guayuel 15 "
EMI7.2
ueuilles fumées 25 Acide suéarique 3 "
Caoutchouc régénéré 5
Carbon black (noir de fumée) 2 "
121,5 "
La durée (,Le vulcanisation est de 90 à 120 minutes à 150 G anviron.
Voici encore un autreexemple;
EMI7.3
:i13.'ZE 3: Caoutchouc crêpe pâle 69 97 parties Diphény Sianadine 0,99 " Soufre 2,46 " Magnésie 1,50 "
EMI7.4
Oxyde de zznc 5, 51 " Charge de sable 25,60 " Acide stéarique 0,97 "
EMI7.5
Des échantillons, préparés oonformé,.ent à cette compo- sition, ont été vulcanisés à 140 0 environ, pendant des perio- des de temps allant de 15 à 90 minutes, et il a été constaté alors qu'ils é baient bien vulcanisés. La durée de vulcanisa- tion optimum semble être de 60 minutes. Des accélérateurs de vulcanisation, tels que la diphényl guanadine ou le meros.pto-
EMI7.6
benzothiuzoi at =ni.log.L1c;s, dans des proportions de 1 ou 2, peuvent être incorporés au mélange,si on le désire.
Des com- positions de caoutchouc, contenant les charges ou matières de remplissage suivant l'invention, sont sensiblement moins raides due des matières contenant du blanc minéral et des ma-
<Desc/Clms Page number 8>
tières de remplissage ou charges semblables, et'.peuvent par conséquent être homogénéisées en moins de temps et avec une dépense moindre d'énergie que les matières couramment utilisées.
.On obtient également une réduction de la proportion de plasti- fiant nécessaire pour rendre la matière propre à se laisser travailler. Il s'ensuit naturellement qu'on peut introduire des proportions de charge plus grandes dans une composition de ca- outchouc sans la rendre raide .à. un degré excessif,
Des compositions' de caoutchouc, contenant les corps sili- cieux résiduaires provenant d'opérations de doucissage.et de polissage de glaces, sont, après vulcanisation, caractérisées par une résistance très élevée à la pénétration et à l'absor- ption d'acides. Ceci augmente fortement la valeur de la matière destinée à être utilisée à des applications telles que la fa- brication de. bacs ou boîtes pour des batteries d'accumulateurs.
Dans un essai,, il a été constaté qu'une composition de caou- tchouc, propre à être utilisée:'dans la fabrication de bacs ou boîtes d'accumulateurs', avait, après avoir été exposée à 1';a- tion d'acide sulfurique pendant une période de 30 jours, absor bé approximativement 1% d'acide. 'Une composition correspondan- te, dans laquelle la silice finement divisée, obtenue oonfor- la présente moment à invention était remplacée par de l'argile ordinaire du type habituellement utilisé dans la fabrication de ces ma- tières, avait.absorbé approximativement 8% d'acide, 11 est évident que les corps, silioieux suivant l'invention sont. avan- tageux comme charges pratiquement dans toute composition de caoutchouc dans laquelle on désire obtenir une résistance à des agents chimiques.
Par exemple., le's charges peuvent être utili- sées dans des compositions de caoutchouc destinées au revête- ment de réservoirs'ou bacs en bois, en fer, ou dans d'autres appareils utilisés en chimie.
Les compositions de caoutchouc suivant l'invention possèdent des caractéristiques électriques de valeur, telles qu'un grand pouvoir diélectrique, une résistance élevée au passage du cou-
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
rant électrique, etc... Elles sont par suite utiles comme milieux isolants électriques, pour recouvrir des conducteurs, et
EMI9.2
comme p8,nl1ea,ux pour le montage ou. comme enveloppes. ou gaines
EMI9.3
pour des Instruments électriques.
EMI9.4
Lu silice et.le verre finement divises peuvent être in eoroores direetemunt à des mélanges servant à la fabrication de caoubciiouo, ou. peuvent être préalablement iitélangés à des huiles, du. goudron d'.s pin, des graisses, de l'acide o1élgL1w, àe l'é..c'Jàe sLés.-rLle ou. autre agent destine à. améliorer le pOL1VO.Ll' êLispPr5if ae la mi tiére ou à ôiùelàorer la plesticite ou les CVj7 LC LtiJ' 16 t J.CLI.'?S ue vulcanisation du lii;14xl;ge à base da c#<oL1tchoL1c.
La matière lJ.nOHl8nt divisée peut 0';solsJ:wnt être incorpo- rée, soit <v.nt, soit, wndè<nt l'opÉration de malaxage,, à d'au- tres ingrédients ds.nvs . entrer dans 1s composition de CL- 'autc;iouc, tels <;L1e le cp.br'bon olo.c11:, l'argile, 1'ox,ßÜe de zinc, le blnc.Ir4nar,jl, etc..
Les ea :c;;cs 3IlLVDt l'invention ont éGblement de 1. va- leur pour 1.,a.1' L1t.;Li.si:#,ion Qè1LS des compositions destinées à 1±.
ÍLbrlcL1010n Cl' Cl1uüibres pu s;>os à 1:.1r atilisés dans li vulcs- 111. ;:,'.' Vi a.el ae 1};".clC. ,t.C; 's et' Ij ,t 01[,0 P ),lé set t d. ' z:.L1 t :r e s i;,-,;p L,re J 13. Il est probijûlc que Ils prt:cIl18s silicieuscs, on raison de leur rû....L8t;Çt';'1.C8 à des actions Ch1.1nt(-,LUS, s'opposent 1.L1 passais du. s'oL1i'r= , 1 partir de la illé.1Jlèrc soumise à la VLÜC8tUSt,'Con, é.uX pLfOis de ces SbC3 lr. par conséquent, LIne vulcanisation excessive, g¯L1j. c. finalomjnt pour résultat un durcissement ex- oossif et unu Í13sur8tion 0t LInc ruvture des sacs à. air, ost <.:L21S1 retfxdée. Le ei-,oatc:;cae peut tre remplace -[7E'r des oa- oatcàoae5 ,rt:Lle¯=:ls, tels que "chloroprene" all "duprene", soit en p±rtLP soit en totalité.
Les :lO:::.Y'B do réalisation prtiOtilières de l'Invention,tel-
EMI9.5
les que décrites ci-dessus,doivent être considérées comme don-
EMI9.6
nées UH1Cj,lJ.8Iü6nt à titre d'efernple,etjil est évident pour 1'hom- me de métier qu'on psat y apporter de nombreuses modifications,
EMI9.7
sans s'écarter du principe ni du cadre de l'invention.