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Description


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  MÉMOIRE DESCRIPTIF 
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE 
DE BREVET D'INVENTION la Société dite : WINGFOQT CORPORATION Composition de gomme, notamment de caoutchouc. Demande de Brevet aux Etats-Unis d'Amérique du 2 Octobre 1945 en faveur de Mr.   G.H.   GATES. 



   La présente invention se rapporte à une nouvelle com- position comprenant une gomme, un copolymère résineux   d'un   monomère hydrocarbure diène.conjugué et d'un monomère vinyl- . aromatique, et une bourre cellulosique. 



   Le constituant gomme de la nouvelle composition peut être une gomme naturelle comme par exemple: la gutta-percha, le caout-: chouc,   l'Hévéa   Braziliensis etc..ou une gomme ou caoutchouc synthétique possédant un pouvoir élastique d'au moins 300% et la propriété de reprendre sa forme sensiblement primitive. A titre d'exemples de gommes ou de caoutchoucs synthétiques, on citera les   copolymbres,   résultant de la copolymérisation d'un monomère hydrocarbure diène conjugué et d'un monomère éthylé- nique, dit éthénoïde polymérisable, dans lesquels l'hydrocar- bure diène conjugué est présent en quantité prédominante, un hydrocarbure diène conjugué spécifique étant le butadiène 1,3. et un monomère éthylénique spécifique étant le styrène.

   Les mo- nomères éthyléniques susceptibles de réagir comprennent des com - posés vinylidéniques, des composés vinyliques, des monomères vinyl-aromatiques, des monomères vinyl-aryl.és et des composés du type éthylène renfermant la structure caractéristique:   -CH=C@.   Les monomères éthyléniques peuvent aussi être considérés comme des composés de formule générale 
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 dans lesquels R, R' et R" sont des atomes d'hydrogène ou des radicaux alkyles et X est un radical tel que:

   cyano, aryl, hétérocyclique, carbalkoxy, phényl ou un radical phényl alkyl- ou halo-substitué, les éléments spécifiques étant les nitriles non saturés en alpha, bétà comme l'acrylonitrile, les styrènes substitués comme le mono ou le dichlorostyrène, le vinyl pyri- dine, les acides acryliques, les acides acryliques substitués 
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 eL Leurs eST,ers, Les nitn-Les eT, Les amieis.¯.que..1¯aclae 

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 acrylique, l'acide méthacrylique, l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'alpha chloroacrylate de méthyle, le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle, le métha- crylate de butyle, l'étacrylate de méthyle, le méthacrylo- nitrile, la méthacrylamide, l'acétate de vinyle, le chlorure de vinyle, le chlorure de   vinylidéne,   le vinylfurane, l'iso- butylène,

   le vinylacétylène et les autres hydrocarbures non saturés, esters, alcools, acides, éthers etc. 



   D'autres gommes synthétiques pouvant convenir sont celles, préparées à partir   d'isobutylène   polymérisé, appelé également polyisobutylène, ou les copolymères de l'isobu- tylène avec un diène tel que le butadiène 1, 3. ou l'isoprène en faible quantité soit 0,5 à 5%. Ces gommes butyléniques sont généralement connues sous le nom de gommes Butyl. Cependant   il y en a d'autres : polyisoprène et le polymère du chloro-   prène, connu dans le commerce sous le nom de Néoprène. 



   Le constituant résineux du présent mélange peut varier depuis une résine dure et cassante jusqu'à une substance coriace et flexible en fonction du rapport diène monomère/ monomère vinyl-aromatique présent dans le mélange polymérisé. 



  Cette caractéristique résineuse se présente dans les produits provenant de la réaction d'un mélange d'un monomère hydrocar- bure diène conjugué et d'un monomère vinyl-aromatique quand ils sont présents dans un rapport variant entre environ 30/70 et environ 5/95; par exemple environ 30 à 5 parties du diène et 70 à 95 parties du composé vinylique. 



   N'importe quelle dioléfine appropriée, à double   liaisors conjuguées, peut être utilisée dans la préparation du constituant résine. On entend par dioléfine a doubles liaisons conjuguées les hydrocarbures non saturés à chaîne ouverte ou à caractère cyclique, qui possèdent deux liaisons   oléfiniques situées dans le groupe caractéristique 
C : C C : C 
Des dioléfines appropriées et représentatives sont : le butadiène 1,3; l'isoprène; le 2-3 diméthyl-butadiène 1,3; le 2 éthyl-butadiène   1,3; 'le   1,3 diméthylbutadiène 1,3; le pentadiène 1,3; le pentadiène 2,4; le 3 méthylpentadiène 2,4; le 3,4 diméthyl pentadiène 2,4; les hexadiènes à chaîne rectiligne, à chaîne ramifiée et cycliques; les heptadiènes et les homologues, les analogues et les produits de substi- tution hydrocarbonés des précédents.

   La dioléfine préférée, à   doubles liaisons conjuguées, est le butadiène 1,3, quoique n'importe quelle dioléfine a doubles liaisons conjuguées   produise des effets semblables. 



   Le monomère vinyl-aromatique de la résine, peut être cité également comme étant un monomère aromatique, subs- titué aliphatique non saturé en alpha, béta, des exemples spécifiques étant le styrène, les styrènes substitués com- me le métachlorostyrène, le   parachlorostyréne,les   dichloros- tyrènes isomères, les alkyl-styrènes comme le méthylstyrène, 
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 l'isopropylstyrène, le vinylnaplitalène etc. 



   Une classe particulièrement avantageuse de ces mono- mères est constituée par les monomères   vinylaryles,   le corps préféré étant le styrène. 



   La description ci-après indique les conditions généralement préférées à réaliser dans la production du constituant résine. Il est entendu que ces conditions sont généralement applicables à l'égard de n'importe quels mono- 

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 mères hydrocarbures diènes conjugués et n'importe quels monomères vinylaromatiques qui peuvent être choisis pour la copolymérisation. 



   En général, la copolymérisation est effectuée à   l'état d'émulsion. où une phase styrène, comprenant un modificateur et le styrene, réagit avec le butadiène 1,3 en présence   d'une phase aqueuse comprenant un   catalyseur,   un émulsifiant et de l'eau. La copolymérisation est continuée à une tempé- rature nécessaire pour accomplir la réaction du styrène avec le butadiène jusqu'à ce que la transformation désirée de l'hydrocarbure soit atteinte. Le latex résultant est ensuite coagulé et le coagulum est lavé et séché.

   Quand on désire   arrê ,   ter la réaction à une valeur de transformation équivalente à un certain pourcentage d'hydrocarbure, on introduit un antio- xydant dans le latex en quantité suffisante pour mettre un terme à la réaction et protéger le coagulum résultant contre la détérioration par oxydation. 



   Un exemple plus spécifique est la copolymérisation d'une phase styrène contenant 85 parties de styrène et 0,1 partie de dodécylmercaptan avec 15 parties de butadiène en ,présence d'une phase aqueuse contenant 200 parties d'eau,   8 parties de résinate de sodium et 0.1 partie de persulfate de potassium à la température de 125 F pendant le temps   nécessaire à la formation d'un latex ayant une teneur en matiè- re solide de   32.5%.   après lequel temps on introduit dans la 
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 réaction 0,5% de phényl-bétanaphtylamine. Le latex est pré- cipité par addition d'une solution d'alun commercial à 3%, le coagulum résultant étant lavé à l'eau et séché pour fournir une résine ayant un point de ramollissement de 62 C. 



   N'importe quel modificateur peut être ajouté à la phase styrène. Les modificateurs appropriés   compreùnent   ceux généralement appelés mercaptans contenant au moins 6 atomes de carbone et en particulier les mercaptans tels que :   iso-hexyl-, octadécyl-et dodécyl mercaptans. D'autres modifi-   cateurs avantageux sont les.dialkyles   polysulfurés,   les nitriles diaryles polysulfurés, les trialkyles mercaptans .et les dialkyles xanthogène disulfurés. 



   Le modificateur peut être ajouté en une quantité comprise entre environ 0,05 % et environ 3%, la quantité préférable variant entre environ 0.08% et environ 2% et on a trouvé particulièrement avantageux' d'utiliser environ 0,1%, dans chaque cas, du poids total des composants aryle et diène employés. 



   Les modificateurs servent à augmenter la solubilité de la résine résultante dans les solvants tels que le benzéne, le toluène et aussi pour régler le degré de consistance de la résine. Plus grande est la quantité de modificateur, plus grande est la solubilité et plus molle est la résine. 



   La phase aqueuse comprend un catalyseur, de l'eau et un émulsifiant. Les catalyseurs appropriés qui peuvent être utilisés sont le persulfate de potassium; le peroxyde de benzoyle, le peroxyde d'hydrogène, les perborates et percarbonates. Le catalyseur peut être utilisé en quantité variant entre environ 0,1% et environ 1%.. 



   Les émulsifiants types sont ceux qui sont généralement cités comme savons d'acides gras, comme le stéarate de sodium, les savons d'acides résineux, notamment le résinate de sodium, et les sels métalliques alcalins des esters 

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 de l'acide sulfurique, notamment le dodécylbenzène sulfonate de sodium. L'émulsifiant peut être présent en une quantité variant entre 0,1% et environ 5%. 



   L'eau est présente en quantité fonction de la quantité totale des monomères mis en réaction et peut être utilisée dans un rapport monomère/eau variant entre environ 100/60 à environ 100/200. 



   Généralement la copolymérisation est effectuée à une température variant entre environ 20 C et environ 70 C pendant une durée variant entre environ 4 heures et environ 100 heures, fonction du pourcentage de transformation désiré, de la proportion de monomère mise en oeuvre, du catalyseur utilisé et du genre de monomère employé. 



   N'importe laquelle des gommés précitées peut être mélangée à cette résine copolymère hydrocarbure diène conjuguévinylaromatique et on fait entrer dans la composition une bourre cellulosique pour fournir le produit de l'invention que voici . 



   Une gomme synthétique qui s'adapte admirablement à ce mélange et cette composition est celle résultant de la co polymérisation du butadiène 1,3 et du styrène, dans laquelle le butadiène est présent en quantité prédominante et particulièrement dans laquelle la proportion butadiène/styrène varie d'environ 60/40 à environ 85/15. 



   Une substance appropriée est produite quand on mélange la substance résineuse avec une gomme dans une prportion résine/gomme variant entre environ 5/95 à environ 75/125. 



   Une formule de mélange type est celle suivant laquelle on mélange environ 100 parties de gomme synthétique ou naturelle, avec environ 25 a environ 100 parties de la résine et environ 10 à environ 25 parties de bourre cellulosique. Cette composition peut alors être traitée ultérieurement par des accélérateurs convenables, par des émollients, du soufre et des charges pour fournir une matière vulcanisable qui peut être vulcanisée et traitée à une température variant entre environ 300 F et 340 F pendant une durée variant entre environ 10 minutes à 1 heure pour donner une substance possédant les caractéristiques désirables précitées. 



   L'opération du mélange est habituellement conduite dans un moulin Banbury dans lequel la gomme est d'abord introduite et après quelques minutes de trituration on ajoute la résine en faible quantité en même temps que le soufre ou   autre accélérateur approprié et l'oxyde de zinc jusqu'à ce que la masse soit échauffée a une température d'environ 200 F à   environ 225 F. 



   La bourre cellulosique, l'émollient, les charges et l'acide stéarique peuvent ensuite être ajoutés et la trituration est poursuivie jusqu'à obtention d'une masse parfaitement mélangée. 



   Cette matière peut alois être extrudée en une   feuiBe   d'épaisseur voulue et traitée de la façon habituelle pour donner une matière vulcanisée.

Claims

REVENDICATIONS 1. Composition comprenant une gomme raidie par une substance résineuse, résultant de la copolymérisation du mélange d'un monomère hydrocarbure diène conjugué et d'un monomere vinylaromatique présents dans une proportion com- prise entre environ 30/70 et environ 5/95 respectivement,etune bourre cellulosique.

2. Composition suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que l'hydrocarbure diène est le butadiène 1,3.

Composition suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le monomère vinyl-aromatique est le monomère styrène.

4. Composition suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que la gomme provient de la copolymé- risation d'un mélange de styrène et d'une quantité prépon- dérante de butadiène 1,3.

5. Composition suivant n'importe laquelle des reven- dications précédentes, Caractérisée en ce que la proportion du diène conjugué et du polymère vinyl-aromatique est com- prise entre 20/80 et 5/95.

6. Composition de gomme, notamment de caoutchouc, en substance comme ci-dessus décrit en détail.