BE466580A - Composition pour semelles de chaussures - Google Patents
Composition pour semelles de chaussuresInfo
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Description
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Nouvelle composition à base de caoutchouc
La présente invention se rapporte à une nouvelle composition chimique comprenant un caoutchouc et un copolyzuére résineux d'un monomère hydrocarbure diène conjugué et diun mono- mère vinyl-aromatique dans lequel copolymère le monomère vinyl aromatique est présent en quantité prédominante; la présente invention se rapporte plus particulièrement à une composition contenant une substance caoutchouteuse synthétique et un coypoylmère résineux de butadiène 1. 3 et de styrène, copolymère dans lequel le sty- rené est présent en quantité prédominante..
Les caoutchoucs présentent généralement certaines ca- ractéristiques reconnues comme peu appropriées à certains cas d'utilisation, par exemple, quand ils sont extrudés en guise de gaine pour conducteur électrique. Le- copolymère résineux diène- vinyle présente également certaines caractéristiques peu avan- tageuses quand il est utilisé de la même façon et effectivement ne peut pas être employé avec succès dans l'isolement des fila.
On a découvert maintenant que dans le cas où ces deux matières
<Desc/Clms Page number 2>
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sont mises en composition conjointement, 11 se{for111e une nouvelle composition chimique, qui ne présente pas les caractéristiques désavantageuses de l'un ou l'auto de ses composante etqui pré- sente des caractéristiques que ne possèdent ni l'un ni l'auto
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des composants de départ. A cause de ces Ccu-'actéristiqus, cette nouvelle composition trouve maintenant on utilité dans 1'inàusr trie des isolants électriques. D'autres.usages sont encore à rechercher.
Antérieurement, les caoutchoucs, du type utilisé dans la production du nouveau mélange de la présente invention, ont été chargés de pigments dans le but d'améliorer leurs qualités d'élasticité et d'étirage. Néanmoins, on a trouvé que le caout- chouc montre des caractéristiques comparables d'élasticité et
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d'étirage, quand il est mélange d'une façon convenable avec la résine, constituant du mélange de la présente invention, par
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utilisation d'environ 20 à i30 )1 de moins de résine par i'apioi<.i à la quantité de pigment utilise.
De plus, on a remarqué que cette nouvelle composition. peut être aisément extrudée à l'état non vulcanisé, sous forme
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de feuillu ou sous forme de revêtement ds f J. l;,, lesquels feuille et revêtement présentent une douceur de loin supérieure à celle produite par du caoutcnouc traité à l'aide des pigments habituels pour caoutchouc.
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La nouvelle composition chimique comprena un méidnge d'un caoutcnouc et d'un cOj)olyïlière résineux ú,'1.JJl monomère hydro- carbure diène conjugué et d'un monomère vinyl aromatique, dans lequel copolymère le monomère vinyi a#oi<ioAi<q1-<s participe en quantité prépondérante
Le constituant caoutchouteux du mélange peut être,
EMI2.7
soit un caoutchouc naturel connue par exemple le J,;utt, ci-.....0I'CIld. le caoutchouc et le caoutchouc connu en coranique sous le nom
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Hevea Braziliensis, soit un caoutchouc synthétique possédant un pouvoir élastique dtau moins 300 % et la propriété de repren- dre sa forme sensiblement primitive.
Comme exemples de ces der- niers, on citera les copolymères résultant de la polymérisation d'un monomère hydrocarbure diène conjugué et d'un monomère vinyl aromatique dans lesquels copolymères l'hydrocarbure diène conju- gué se trouve en quantité prédominante, un hydrocarbure diène conjugué spécifique étant le butadiène 1.3 et un monomère vinyl aromatique spécifique étant le styrène.
On pourra également em- ployer les copolymères résultant de la polymérisation d'un hy- drocarbure diène conjugué comme le butadiène 1.3 et des mono- mères tels que les nitriles non saturés en alpha, bêta, comine l'acrylonitrile, la vinyl-pyridine et les styrènes substitués comme le mono- et le dichlorostryène, D'autres matières caout- chouteuses appropriées sont celles provenant dtisobutylène poly- mérisé, également appelé polyisobutylène ou les copolymères de l'isobutylène et d'un diène comme par exemple le butadiène 1.3 ou l'isoprène en faible quantité, disons 0,5 à 5 %, connus sous le nom de "Caoutchoucs Butyl".
Il y en a encore d'autres: le polyisoprène et le poly- mère du chloroprène, connu dans le commerce sous le nom de Néoprène. Chaque fois que le butadiène est utilisé, il se trouve en quantité suffisante pour fournir une matière de nature caout- chouteuse. Généralement la quantité sera en excès d'environ 50% et avantageusement en quantité comprise entre environ 60 à 95 % du poids des monomères mis en réaction.
Le constituant résineux de ce mélange peut varier de- puis une résine dure et cassante jusqu'à une substance ferme et flexible, fonction du rapport monomère diène-monomère vinyl aro- matique présent dans le mélange polymérisé. Cette caractéristique résineuse existe dans les produits provenant de la réaction d'un
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mélange d'un monomère hydrocarbure diène conjugué et d'un monomère
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vinyl aroìqtique, quand ils sont présents dans un rapport variant entre environ 30/70 et environ 5/95.
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N'importe quelle dioléfine appropriée, à doublesliai- sons conjuguées peut être utilisée dans la préparation du cons- tituant résineux de la présente invention.
Or. entend par diolé- fine à doubles liaisons conjuguées., les hydrocarbures non saturas à chaîne ouverte ou à caractère cyclique qui possèdent deux
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liaisons oléfiniques situees dans le groupe caractcristioue C=C-C=C. Les dioléfines appropriées et représentatives sont: le butadiène 1.5; l'isoprène; le r. 3 diIl1thylbutadiène 1. {); le ;- éthyl butadiène 1. 7fi; le 1. diméthyl loutaàiéne 1. 3; le f'entr'- diène 1.3; le pentadiène 2.4; le 3 méthylpentadiëne 2.4; le Z.41- diméthyl pentadiène 2.4; les hexadiënes, 110ptacUènes et homo- logues à chaîne rectiligne., a chaîne ramifiée et cycliques.,
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les analogues et les produits de substitution hydrocarbones des précités.
La diolëfine preférée, à doub18:1i2isonsconjugues, est le butadiène 1.3 quoique n'importe quelle diolifine ^ dou- bles liaisons conjuguées donne des résultats similaires.
Le monomère vinyl aromatique de la résine peut être cité également comme étant un compose aromatique substitue d'un
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radical sliphatique non sature en alpha, bêta. Des e?emples de cette classe de composas sont: le styrène, les styrènes sutsti- tués co,nne pa.r exemple le mtacYalorostyrère, le rarachlorostyr2Jne, les dichlerostyrènes isomères, les alkylstyrënes CO.:1 ne :JC.r oxem- ple le m0thylstyrène, l'isopropylstyrène, le vil!ylna)hb18nc etc...
Une classe particulièrement avantageuse de..Tonoit<é1-g.s; est celle des monomères vinyl arylés, le corps préfère de cette classe est le styrène.
La description qui suit, indique les conditions gé-
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néraletnent préconisées qui doivent être réalisées dsns la pro-
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duction de la résine, constituant de la présente composition chimique. Il est entendu que ces conditions sont généralement applicables à l'égard de n'importe quel monomère hydrocarbure diène conjugué et n'importe ,quel monomère vinyl aromatique que lton peut choisir dans le but de copolymériser,
L'allure de la réaction montre que généralement la co- .polymérisation s'effectue à l'état d'émulsion dans lequel, une phase styrène, comprenant un modificateur et le styrène, réagit avec le butadiène en présence d'une phase aqueuse comprenant un catalyseur,
un émulsifiant et de l'eau. La copolymérisation est continuée à température nécessaire pour mener à bien la réaction du styrène avec le butadiène jusque ce que l'état désiré de transformation des hydrocarbures ait été atteint. Le latex ré- sultant est ensuite coagulé et le coagulum est lavé et séché.
Quand on désire arrêter la réaction à une valeur de transformation équivalente à un certain pourcentage d'hydrocar- bure, on introduit un antioxydant dans le latex, en quantité suffisante pour mettre un terme à la réaction et pour protéger le coagulum résultant contre la détérioration par oxydation.
Un exemple plus particulier montre la copolymérisation d'une phase styrène contenant' 85 parties de styrène et 0,1 par- tie de dodécylmercaptan avec 15 parties de butadiène en présence d'une phase aqueuse contenant 200 parties d'eau, 5 parties de résinate de sodium et 0,1 partie de persulfate de potasse à la température de 1250 F. pendant le temps nécessaire pour obtenir un latex d'une teneur.en matières solides de 32,5 %, temps après lequel on introduit dans la réaction 0,5 % de phényl-bêta-naphtyl- amine.
Le latex est précipité 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 630 C.
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On peut ajouter un modificateur à. la phase styrène; on
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peut utiliser n'importe quel modificateur d,.J.:.J.1:o.J.Jl"ij, tels ceux gêner clément appelés siercaptans, contenant au moins Ó atomes de carbone et particulièrement les mercatans tels que 11 isonexyl- mercaptan, 110C tadécyl mercaptcji et udeux le u.0o.écyl mic.ptm.
Il y a d'autres modificateurs avantageux, ceux g0nérctleJü0ùt appelés les polysulfurs de ùialkyls dont voici des exemples spécifiques: le disuifure de di(outyl ecm1dire), le disulfure de di ( 2 métnyl butyl ) , le disulfure due di (2 metnyï J.Jentyl) et le disulfure de di (2 étllyl hexyl). Une autre classe avantageuse de modificateurs est celle généraleiaeiit i;1J).!?...:lée; la, classe des polysulfures de nitro-dia,ryls dont voici des exemples spécifiques: le bisulfure de #1-ortlio-nitro-pÂény-1, le disulfure de ui-para- ni tro-phenyl et le disulfure de âi-n:êta-nitro-33nyl.
Une autre clause avantageuse de modificateurs à laquel- le on peut s'adresser est celle gënéialement t dénoJillllée classe des mercaptans alkyle tertiaires dont voici des exemples spécifiques:
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le mercaptan de dodécyke tertiaire et plus spécialement les mer- captans résultant de l'action ue l'hydrogène sulfuré sur les oléfines telles que le pinène, le dipentn e, le dicycloi>ent4àie- ne, 1 t anétÀo1 , le styrène, 1 ' inùéiie , le n-aooécène, le n-octane, et le tri-isobutylène. Une autre classe avantageuse de modifica- teurs est celle généralement appelée la classe des disulfurs de
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dia1Eyis xanthogenee dont des exemples spécifiques comprennent les tétrasulfures de di(ester de l'acide benzoïque),
les disulfures de tolyl et le trisulfure de tolyl.
Le modificateur peut être ajouté en une quantité com-
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prise entre environ 0,05 lS et environ 3 e, la quantité préférable varie entre environ 0,08 et 2% et on trouvé particulièrement intéressant d'utiliser environ 0,1 %, dans chaque cas, du poids total des composants aryls et diène$ utilisés. Le modificateur est ajouté au styrène et agité de manière à y disperser de façon
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uniforme les dits modificateurs et dant le cas de modificateurs solubles dans le styrène, d'effectuer une dissolution complète dans) la niasse de styrène.
Les modificateurs servent à régler la solu- bilité de la résine résultante dans les solvants tels que le benzè- ne, le toluène et règle également le degré de fermeté de la résine quand on en façonne des feuillas. Plus grande est la quantité de modificateur, plus grande est la solubilité et plus molle est la résine résultante.
La phase aqueuse comprend un catalyseur, de l'eau et un émulsifiante Les catalyseurs appropries que 1õn peut utiliser sont le'persulfate de potassium, le peroxyde de benzoyle. le per- oxyde .d'hydrogène, les perborates et les percarbonates. D'autres catalyseurs peuvent être utilisés. On peut employer les cataly- seurs en une quantité variant d'environ 0,01 % à environ 1 % et il est préférable d'utiliser une quantité comprise entre environ 0,1 % et environ 1 %.
Les émulsifiants types sont ceux qui peuvent être cités généralement comme savons d'acides gras, par exemple: le stéarate de sodium, et, comme savons d'acides résineux, par exemple: le résinate de sodium. les sels métalliques alcalins des esters alkylés de l'acide sulfurique, par exemple: le lauryl sulfate de sodium, les sels métalliques alcalins des sulfonates alkyle-arylés connue par exemple: le dodécylbenzène sulfonate de sodium. Le savon de suif est également utilisable. On peut se servir de ces émulsifiants tels quels ou bien les composants né- cessaires à leur préparation peuvent être ajoutés à la phase aqueu- se de manière à élaborer l'émulsifiant in situ.
L t émulsifiant peut être présent en une quantité comprise entre environ 1,5 % et une quantité nécessaire pour réaliser une bonne suspension des matières réagissantes et pour élaborer l'émulsion appropriée.
La limite supérieure peut être élevée jusqu'à, environ 10% d'é-
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mulsifiant. Un ordre plus avantageux de concentration en éi4raisî- fiant se situe entre environ 3 ,et environs ('.
L'eau participa en une cu:itit x'onc'tioi de lu. quotité totale des monomères mis en réaction et out être utilisée dans un rapport ïi10i10atlc:r2/eci,ü V;,7:'3.,a.Llt C,l.:ïlVl.0ï1 1.UU'oU a environ loù/2ùu.
L'ordre de proportion monomeie/eau préconise est celui compris entre environ loo/180 et environ La phase aqueuse conte- nant le CattlyGeul'e de 1 wu et un 3st envoyée dans une crlanbra a iéaction dppropilée en 1,1ê,<ioe t;ms cuû la i>naôe sty- rene qui comprend la atylene et le ao,>1±Lc-1t.:.ai t eiUjuite l -outctuian, :est introduit sous y)1 .ion G.w¯1S lu. s.lleielpîr 1 iéactioti et 1a, mixture maintenue a la, tempero.ture u. voui-Li,2 pendant le temps n±cesseire pour j: o-vo=1uez. 1ii.i# joi yi,iàiis<.t1.>n sensiblement complète du butauine et du styrène..
Généralement 1a copo1yiiérL>ation eot effectuée a une température variant d'environ 20 a environ 'Joo C. wie durée variant d'environ à a 100 lie.a, g>s , fonction au pourcentage de transforiudtion désirée, de la proportion de monomères mis en oeuvre, du catalyseur utilisé et au typa de monomères en présence.
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Le latex résultant peut être coagulé par l'addition d'un
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alcool, comme par l'alcool métnylique, l'alcool isopro- pylique etc.. L'alun commercial est également un coabulant a,.YO-'1
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Un autre coagulant intéressant est un mélange d'un acide et d'un
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sel et spécialement un mélange a'acide sulfurique et ue cnlorure de sodium.
La coagulation peut également être menée a oonne fin
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par addition d'un mélange de sel et d'alcool, dans lequel mélange
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le sel est le chlorure de sodium et l'alcool est l'alcool métny- lique. La coagulation peut encore être effectuée 9ai addition de cnlorure de baryum seul ou de cillolur,, de baryum en mélange avec un acide, de chlOrUre de luagliésillil seul, de cnlouïe ae calcium
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seul et mécaniquement à. l'aide d'un abaissement de température du
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Sl -
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latex jusqu'à ce que les particules de polymère se séparent du latex.
La résine, constituant de la composition de la présente invention, peut être caractérisée d'une manière générale comme étant thermoplastique, le point de ramollissement étant fonction de la proportion de monomère utilisée, de la quantité de modifi- cateur mis en présence et du pourcentage obtenu dans la transfor- mation d'hydrocarbure. Le point de ramollissement peut varier suivant une gamme étendue de température, en utilisant uniquement de petites quantités additionnelles de styrène.
Par exemple, le copolymère résultant de la copolymérisation d'un mélange de bu- tadiène et de styrène, présents dans la proportion de 20/80 présen- te un point de ramollissement de 38 C. tandis que l'addition de 5% en plus de styrène et 5 il, en moins de butadiène donne un copolymère présentant un point de ramollissement supérieur de 15 C., la réaction étant effectuée dans les mê/mes condi- tions. L'addition de 5% de plus de styrène etde 5 % de moins de butadiène fournit un copolymère présentant un point de ra- mollissement supérieur de 1? C.
à celui du copolymère précé- dent résultant de la copolymérisation d'un mélange de butadiè- ne-styrène dans l'ordre de proportion 15/85..
Le constituant caoutchouteux du mélange de la présente invention est favorablement rendu plus tenace par mélange avec la résine précisément décrite.
N'importe quel caoutchouc, soit naturel, soit synthé- tique, est avantageusement transformé quand il est mélangé avec le copolymkère résineux hydrocarbure diène-conjugué-vinyl aro- matique.
Un caoutchouc synthétique qui est particulièrement rais à profit est celui résultant de la, copolymérisation du butadiène 1.3 et du styrène, dans lequel le butadiène 1.3 est présent en quantité prédominante et spécialement quand la pro- portion butadiène-styrène varie d'environ 60/40 à environ 85/15.
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Il est intéie5s-,ait de signaler, a ce sujet, que le fait de l1lélcJ:,.'lger le copoiyiére résineux du styrcne et du 'outu- diene avec le CO0118re caoutchouteux du styrène et du butet-
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diène fournit une composition présentait des caractéristiques
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entièrement différentes du cO,?01y.Ul81'a xrult,nt ae la copoly- msri8e),tion d'un melcjie de styrène t de uatwaivna 0....,.]:1.-, lequel mélange le styrène et le 'outcl.Cliene se trouvent tous aoe.ax a
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parties égales.
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Des résultats <.1vunt..t.g;;UX sont obtenus eu.*, un caout- chouc, si on utilise une proportion l'èsine-6U'ostci.llCè cwoutcnou- teuse, comprise entre environ j/9j et environ llz5.
Le degré de ténuité obtenu sera fonction nwtuialle- ment du type de 1,iati%r. caoutchouteuse traitée et de le. quo-
EMI10.6
tité de résine utilisée.
EMI10.7
Les exemples suivants sont typiques qU...1l1t a le. téna- cité que l'on peut produire vec aiverscs :a,.ti::ï:s ccl.outcnout,Ju8ed.
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Exemptée ' ülatiéxe C.10ut- 'Résina ' Pr .l)o,1.'tion l '±811u.citj 1 C1l0ut0uee ' ' l'ésinejl1J.,t suivent 1 1 ' caout4noutW t ulsed ' . ' (liVl"8::O)() ¯¯¯1 1 Crêpe p<1e 1 P-Résine (1) ' T U 1Ju 1 ? 11 t Il 1 .U/ JU 1 u,02..> 11 Il )U//O 0,0j0 4 1 " If .Ju/.J0 1 u , j , ù j = u j j 1 If 1 If l ) V t -j ui 6 1 11 t If 1 i u 1 2 Di 1 (1-S ( J ) ' " ' Uj J.00 1 u, j t Ir if If 1 J.0/)0 1 ù,01u y 1 1/ 1 If 1 )'J/iù ' 0,ùà j 10 1 1/ t " t j 0/ .J ù t 0 , 1) Il t Il 1 " 110/'.10 1 0,')J.
12 t 11 t 11 l 'j0/10 1 , -0
EMI10.9
(1) 1 5 / à 5 Butadiene-styrene (2) en utilisant lu, méthode d'ess""i décrite 1>a. A,s:±,iii.
Désignation D. l4'1/43 T.
(3) 7j/25 Butadien-styx'ene: i .<i<tiéz>13 c uout anouteusc .
------------------------------------------------------------------- Le(. composition de la. présente invention et 1:).I.)écic.J.eùelt
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les compositions données par les exemples peuvent être alliées aux ingrédients composants des caoutchoucs ordinaires et vulcani- sées par le procédé habituel pour donner un produit vulcanisé pré- sentant des qualités que l'on ne rencontre pas, soit quand le constituant caoutchouc seul, soit quand le constituant résineux seul de l, présente composition sont mis en oeuvre et vulcanisés dans les mêmes conditions.
Le constituant résine se mélange ou s'allie sans peine avaecle caoutchouc, quelle que soit la quantité utilisée.
L'opération habituelle du mélange se pratique dans un malaxeur du type Banbury dans lequel on introduit d'abord la matière caoutchouteuse et après quelques minutes de trituration, on ajoute la, résine en faible quantité jusqu'à ce que la masse soit échauffée à une température comprise-entre environ 2000 F. et 2250 F., après quoi la résine restante est ajoutée.
En vue de faciliter le malaxage, 'on peut ajouter a la matière caoutchou- teuse, avant d'ajouter la résine, un agent de peptisation comme par exemple: le naphtyl bêta mercaptan. Quand le mélange est effec- tué dans un malaxeur ouvert, on place la résine sur les rouleaux et on fabrique une feuille, à laquelle feuille on ajoute ensuite la matière caoutchouteuse, et la masse est travaillée par des couteaux effectuant un mouvement de va-et-vient jusqu'à ce que la substance soit mélangée après quoi, on poursuit le procédé de mélange habituel, procédé qui comprend l'addition des quantités nécessaires d'accélérateurs de vulcanisation, décharges, de tampons d'antioxydants, soufre,
etc..Le mélange peut également être effec- tué par malaxage des latex des matières caoutchouteuses et de la résine, et coagulé de la même manière.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Claims (1)
- REVENDICATIONS 1.- Composition comprenant une matière caoutchouteuse rendue plus tenace a l'aide d'une substance résineuse résultant ' <Desc/Clms Page number 12> EMI12.1 de la copolymérisation d'un nélcùige d'un idonouere txycoco.àure diène conjugué et d'un monomère vinyl ,..t:!:,'o,Üu,tiqu, présents àais une proportion coradris-- entre environ //0 et environ 5/1,) res- .!?ec t:1. ve,llen t.2.- Compodition suivant 1w rêve. aie-étion l, cians laquelle 1 hydrocs.ràure ùi'ene est le àutaâixm 1.,). j.- Coifiposition sulvont 1w .1:.'evllu.ic....tion l ou =,±, 1% laquelle le inono>ér<9 vinyl u.ro1ùthua est t 1; ,10UO,llj10 dtyr,:-Ll0.-+.- Composition suivant 1. zev4uuicwtiola. 1, ou 3, clans laquelle 1a suostunce c....outC.L10Ut(;)Ui;;Hi.J provient de lw çoyoly- mérisation d'un mëidnge de styrène et d'une quititë prëdoi.inntë de àutauiÈne 1..3" 5-- Composition suivant llu,nE;; quelconque des revendica- tions précitées, duns laquelle 1. proportion du u.1üe conjugue et du .Qolym8:r:e vinyl --1z>Dni-tique est comprise entre zu/ôu a 3/3. v.- CDn9osition a vase de cuoutc11.OUC en SU'O(;;t.."...1C co.iL.ie EMI12.2 ci-dessus décrite. <Desc/Clms Page number 13> EMI13.1
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