CH615896A5 - Process for preparing a silicate-containing inorganic product modified with an organosilane - Google Patents

Process for preparing a silicate-containing inorganic product modified with an organosilane Download PDF

Info

Publication number
CH615896A5
CH615896A5 CH717675A CH717675A CH615896A5 CH 615896 A5 CH615896 A5 CH 615896A5 CH 717675 A CH717675 A CH 717675A CH 717675 A CH717675 A CH 717675A CH 615896 A5 CH615896 A5 CH 615896A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
silicate
water
mineral
insoluble
treated
Prior art date
Application number
CH717675A
Other languages
French (fr)
Inventor
Thomas Charles Williams
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of CH615896A5 publication Critical patent/CH615896A5/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021Calcium carbonates
    • C09C1/022Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/024Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02Ingredients treated with inorganic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06Treatment with inorganic compounds
    • C09C3/063Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/12Treatment with organosilicon compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/80Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/90Other properties not specified above

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

The surface of a water-insoluble inorganic material (metal carbonate and/or sulphate) is brought into contact, in the presence of water, with a precipitated insoluble metal silicate, the silicate at the surface of the inorganic material is dried and is treated with a bonding organosilane. The products obtained can be used as filler for the reinforcement or pigmentation of synthetic polymer composites to which these products impart better mechanical characteristics.

Description

La présente invention concerne de nouvelles matières minérales traitées par des silicates de métaux, qui sont réceptives à l'égard des agents silaniques de liaison. Plus particulièrement, la présente invention concerne des charges minérales traitées par des silicates de métaux, un procédé pour produire ces charges et des compositions composites de polymère contenant ces charges traitées et des agents silaniques de liaison, ainsi que des charges minérales traitées par du silicate de métal et modifiées par du silane et des compositions composites de polymère contenant ces charges minérales traitées par du silicate de métal et modifiées par du silane. The present invention relates to new mineral materials treated with metal silicates, which are receptive to silane binding agents. More particularly, the present invention relates to mineral fillers treated with metal silicates, a process for producing these fillers and composite polymer compositions containing these treated fillers and silane bonding agents, as well as mineral fillers treated with silicate of metal and modified with silane and composite polymer compositions containing these mineral fillers treated with metal silicate and modified with silane.

L'utilisation de matières minérales fibreuses et particulaires finement divisés, que l'on désigne couramment comme étant des charges minérales ou des pigments minéraux, pour les incorporer dans des caoutchoucs, des résines, des peintures, des encres et autres substances afin de former des compositions composites, est bien connue en pratique. Par exemple, l'utilisation de charges minérales non siliceuses, par exemple des carbonates de calcium naturels et synthétiques et des pigments partiellement siliceux obtenus par synthèse et mélange en coprécipitation, par exemple du carbonate de calcium/silice et du carbonate de calcium/silicate de métal, à titre de charges dans des composites polymères/charges, est bien connue, comme montré, par exemple, dans le brevet britannique N° 838903 et dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 2928802, N° 3152001 et N° 3290165. En outre, on sait que certaines charges entièrement siliceuses, par exemple des charges de silices naturelles et synthétiques et des charges de silicates de métaux, lorsqu'on les utilise comme charges dans des composites polymères/charges, répondent à l'action des argents organo-silaniques de liaison avec production de meilleures propriétés du composite durci, comme on le voit, par exemple, grâce aux brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 2665264, N° 2744879, N° 2831828, N° 2831829 et N° 2897173. Cependant, des carbonates de calcium naturels et synthétiques et d'autres charges minérales non siliceuses ne montrent, en présence d'agents organosilaniques de liaison, aucune réponse importante ou utile d'amélioration des propriétés des composites de polymères terminés. Puisque certaines charges minérales non siliceuses, notamment'le carbonate de calcium, sont parmi les charges particulaires les plus abondantes, les plus économiques et les plus largement utilisées dans les composites polymères/charges, leur manque de réponse à l'action des agents organosilaniques de liaison a constitué un important inconvénient technologique pour le développement de meilleures compositions de composites polymères/charges. The use of finely divided fibrous and particulate mineral materials, commonly referred to as mineral fillers or mineral pigments, to incorporate them into rubbers, resins, paints, inks and other substances to form composite compositions, is well known in practice. For example, the use of non-siliceous mineral fillers, for example natural and synthetic calcium carbonates and partially siliceous pigments obtained by synthesis and mixture in co-precipitation, for example calcium carbonate / silica and calcium carbonate / silicate of metal, as fillers in polymer composites / fillers, is well known, as shown, for example, in British Patent No. 838903 and in United States Patent No. 2928802, No. 3152001 and N ° 3290165. In addition, it is known that certain entirely siliceous fillers, for example fillers of natural and synthetic silicas and fillers of metal silicates, when they are used as fillers in polymer composites / fillers, respond to the action organo-silanic silver bonds with production of better properties of the cured composite, as can be seen, for example, thanks to United States patents No. 2665264, No. 2744879, No. 28318 28, No. 2831829 and No. 2897173. However, natural and synthetic calcium carbonates and other non-siliceous mineral fillers show, in the presence of organosilane binding agents, no significant or useful response for improving the properties of composites of finished polymers. Since certain non-siliceous mineral fillers, in particular calcium carbonate, are among the most abundant, economical and most widely used particulate fillers in polymer / filler composites, their lack of response to the action of organosilane agents. bonding constituted a significant technological disadvantage for the development of better compositions of polymer composites / fillers.

Il vient d'être découvert un procédé pour préparer un produit minéral silicaté et modifié par un agent organosilanique de liaison. Ce produit, utilisé comme charge dans des composites de polymère, confère de meilleures propriétés aux composites terminés. A process has just been discovered for preparing a silicate mineral product modified by an organosilane binding agent. This product, used as a filler in polymer composites, gives better properties to finished composites.

Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un procédé selon lequel: a) on met en contact, en présence d'eau, la surface d'une matière minérale insoluble dans l'eau, choisie parmi des carbonates de métaux, des sulfates de métaux et leurs mélanges, avec un silicate insoluble dans l'eau, précipité et non séché, b) on sèche ce silicate de métal sur la matière minérale insoluble dans l'eau, et c) on met en contact le produit avec un agent organosilanique de liaison. More particularly, the subject of the present invention is a process according to which: a) the surface of a mineral material insoluble in water, chosen from metal carbonates, sulfates of metals and their mixtures, with a silicate insoluble in water, precipitated and not dried, b) this metal silicate is dried on the mineral matter insoluble in water, and c) the product is brought into contact with an organosilane agent link.

On choisit les matières minérales insolubles dans l'eau, que l'on utilise dans la présente invention, parmi les carbonates et/ou les sulfates de métaux dont le métal est choisi parmi le baryum, le béryllium, le calcium, le magnésium, le strontium, le zinc et leurs mélanges. De telles matières minérales sont couramment identifiées, pour l'utilisation industrielle et en pratique, par leur nom chimique et par leur nom minéralogique et elles comprennent, par exemple, des carbonates de baryum (withérites), des sulfates de baryum (barytes, blanc fixe), des carbonates de béryllium, des carbonates de calcium (blancs, calcites, marbres, chaux), des sulfates de calcium (gypses, anhydrites, albâtres), des carbonates de magnésium et de calcium (dolomites), des carbonates de magnésium (magnésites), des carbonates de strontium (strontianites), des carbonates de zinc (smithsonites), ainsi que les sels précipités de ces carbonates et sulfates, par exemple des carbonates et sulfates de calcium précipités, des sulfates et carbonates de baryum précipités, des carbonates de zinc précipités, des carbonates de magnésium précipités, etc. Bien entendu, on doit comprendre qu'en plus de l'utilisation d'une seule matière minérale à la fois, insoluble dans l'eau, on peut, si on le désire, utiliser des mélanges de deux ou plusieurs matières minérales différentes, insolubles dans l'eau. En outre, la dimension des particules et la forme de la matière minérale insoluble dans l'eau que l'on utilise ne sont pas fondamentales, et elles sont dictées prin5 The mineral materials insoluble in water, which are used in the present invention, are chosen from carbonates and / or sulphates of metals, the metal of which is chosen from barium, beryllium, calcium, magnesium, strontium, zinc and their mixtures. Such mineral materials are commonly identified, for industrial use and in practice, by their chemical name and by their mineralogical name and they include, for example, barium carbonates (witherites), barium sulfates (barytes, fixed white ), beryllium carbonates, calcium carbonates (whites, calcites, marbles, lime), calcium sulfates (gypsum, anhydrites, alabaster), magnesium and calcium carbonates (dolomites), magnesium carbonates (magnesites ), strontium carbonates (strontianites), zinc carbonates (smithsonites), as well as the precipitated salts of these carbonates and sulfates, for example precipitated calcium carbonates and sulfates, precipitated barium sulfates and carbonates, precipitated zinc, precipitated magnesium carbonates, etc. Of course, it should be understood that in addition to the use of a single mineral material at a time, insoluble in water, it is possible, if desired, to use mixtures of two or more different mineral materials, insoluble in water. In addition, the particle size and shape of the water-insoluble mineral matter used is not fundamental, and is dictated primarily

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

615 896 615,896

cipalement par l'utilisation finale, seulement, du produit minéral traité final souhaité (par exemple, on pourrait traiter une plaque de marbre par le silicate de métal insoluble dans l'eau, selon la présente invention, si l'on désire fixer ou coller des agents silaniques de liaison au marbre). Puisque l'utilisation finale principale des produits minéraux traités par du silicate de métal selon la présente invention est celle de charges ou de pigments dans des composites polymères/ charges, on préfère utiliser la matière minérale initiale, insoluble dans l'eau, sous une forme particulaire classique. De nombreuses qualités des divers genres de matières minérales particulaires insolubles dans l'eau mentionnées ci-dessus sont énumérées dans «Materials and Compounding Ingrédients for Rubber», Bill Publications, New York, New York, 1968 (matières et ingrédients pour formation de compositions de caoutchouc). On peut utiliser ici des matières minérales insolubles dans l'eau, naturelles ou produites par synthèse. Les matières minérales préférées sont les carbonates de métaux naturels et synthétiques et l'on préfère surtout les carbonates de calcium naturels. Bien entendu, il ressort clairement de la description ci-dessus, et l'on doit comprendre, que les matières minérales insolubles dans l'eau, naturelles et synthétiques, que l'on utilise dans la présente invention sont des matières minérales non siliceuses, et on ne doit pas les confondre avec des pigments ou des charges de structure qui sont des produits mixtes de coprécipitation obtenus par synthèse, partiellement siliceux et composés de silice et de constituants non siliceux coprécipités. Cependant, on doit comprendre également que les matières minérales utilisées dans la présente invention peuvent comporter de faibles quantités de substances siliceuses minérales associées à titre d'impuretés, ce qui les distingue des substances siliceuses minérales ajoutées délibérément et intentionnellement. mainly by the final use only of the desired final treated mineral product (for example, one could treat a marble slab with the metal silicate insoluble in water, according to the present invention, if one wishes to fix or stick silane bonding agents to marble). Since the main end use of the mineral products treated with metal silicate according to the present invention is that of fillers or pigments in polymer / filler composites, it is preferred to use the initial mineral material, insoluble in water, in a form classic particulate. Many qualities of the various kinds of water-insoluble particulate mineral matter mentioned above are listed in "Materials and Compounding Ingredients for Rubber", Bill Publications, New York, New York, 1968 (materials and ingredients for forming rubber). Mineral materials insoluble in water, natural or produced by synthesis, can be used here. The preferred mineral materials are natural and synthetic metal carbonates, and natural calcium carbonates are especially preferred. Of course, it is clear from the above description, and it should be understood, that the mineral materials insoluble in water, natural and synthetic, which are used in the present invention are non-siliceous mineral materials, and they should not be confused with pigments or structural fillers which are mixed coprecipitation products obtained by synthesis, partially siliceous and composed of silica and non-siliceous constituents coprecipitated. However, it should also be understood that the mineral materials used in the present invention may contain small amounts of mineral siliceous substances associated as impurities, which distinguishes them from mineral siliceous substances added deliberately and intentionally.

Les silicates de métaux insolubles dans l'eau, qui sont les sels utilisables dans la présente invention, comprennent n'importe quel sel de métal de l'acide silicique, insoluble dans l'eau, non séché et qui a été précipité, ainsi que leurs mélanges, dans lesquels le métal est choisi parmi l'aluminium, le baryum, le béryllium, le cadmium, le calcium, le cobalt, le cuivre, le fer, le plomb, le lithium, le magnésium, le manganèse, le mercure, le nickel, l'argent, le strontium, l'étain, le zinc, le zirconium et les métaux des terres rares ayant des nombres atomiques compris entre 57 et 71, inclusivement. The water-insoluble metal silicates, which are the salts usable in the present invention, include any metal salt of water-insoluble, precipitated, water-insoluble silicic acid, as well as their mixtures, in which the metal is chosen from aluminum, barium, beryllium, cadmium, calcium, cobalt, copper, iron, lead, lithium, magnesium, manganese, mercury, nickel, silver, strontium, tin, zinc, zirconium and rare earth metals having atomic numbers between 57 and 71, inclusive.

Ces sels de l'acide silicique et les procédés pourleur préparation sont bien connus en pratique; on les précipite de façon classique à partir d'une composition aqueuse d'ions silicates et d'un sel de métal hydrosoluble. Le sel hydrosoluble de métal que l'on utilise pour préparer les sels de l'acide silicique peut être n'importe quel sel de métal ayant une solubilité d'au moins 0,1% en poids dans de l'eau à 25° C, le métal pouvant être choisi parmi l'aluminium, le baryum, le béryllium, le cadmium, le calcium, le cobalt, le cuivre, le fer, le plomb, le lithium, le magnésium, le manganèse, le mercure, le nickel, l'argent, le strontium, l'étain, le zinc, le zirconium et les métaux des terres rares ayant des nombres atomiques compris entre 57 et 71, inclusivement. These silicic acid salts and the processes for their preparation are well known in the art; they are conventionally precipitated from an aqueous composition of silicate ions and a water-soluble metal salt. The water-soluble metal salt used to prepare the silicic acid salts can be any metal salt having a solubility of at least 0.1% by weight in water at 25 ° C , the metal can be chosen from aluminum, barium, beryllium, cadmium, calcium, cobalt, copper, iron, lead, lithium, magnesium, manganese, mercury, nickel, silver, strontium, tin, zinc, zirconium and rare earth metals having atomic numbers between 57 and 71, inclusive.

Bien entendu, on doit comprendre que l'expression sel hydrosoluble de métal comprend des sels simples, des sels doubles et des mélanges de tels sels ; ces sels peuvent contenir n'importe quel anion ou n'importe quelle combinaison d'anions formant un sel de métal ayant la solubilité précitée, comme les ions chlorure, bromure, iodure, nitrate, nitrite, sulfate, sulfite, thiosulfate, thiosulfite, carbonate, bicarbonate, formiate, acétate, glycolate, alkylsulfonate, cyanate, cyanure, thiocyanate, chlorate, bromate, iodate, hydroxyde, etc. Les métaux préférés sont le baryum, le calcium et le zinc, alors que les anions préférés sont les ions chlorure, nitrate et sulfate. Des exemples illustrant de tels sels de métaux comprennent le chlorure de baryum, le nitrate de baryum, le chlorure de calcium, le nitrate de calcium, le chlorure de zinc, le nitrate de zinc et le sulfate de zinc. Of course, it should be understood that the expression water-soluble metal salt includes single salts, double salts and mixtures of such salts; these salts can contain any anion or any combination of anions forming a metal salt having the above-mentioned solubility, such as chloride, bromide, iodide, nitrate, nitrite, sulfate, sulfite, thiosulfate, thiosulfite, carbonate ions , bicarbonate, formate, acetate, glycolate, alkylsulfonate, cyanate, cyanide, thiocyanate, chlorate, bromate, iodate, hydroxide, etc. The preferred metals are barium, calcium and zinc, while the preferred anions are chloride, nitrate and sulfate ions. Examples illustrating such metal salts include barium chloride, barium nitrate, calcium chloride, calcium nitrate, zinc chloride, zinc nitrate and zinc sulfate.

On utilise normalement les sels hydrosolubles de métaux sous la forme de solutions ou de dispersions dans des solvants consistant en de l'eau ou en des mélanges d'eau et de proportions miscibles de solvants organiques comme, par exemple, le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'éthylèneglycol, la glycérine, le 2-méthoxyéthanol, le 2-éthoxyéthanol, l'éther diméthylique de l'éthylèneglycol, l'éther diméthylique du diéthylèneglycol, le tétrahydrofuranne, le diméthyl-sulfoxyde, l'acétone, le diméthylformamide, le diméthylacétamide, la triméthylamine, l'hexaméthylamide phosphorique, etc. On peut utiliser de tels sels de métaux isolément, ou, si on le désire, sous forme de mélanges de deux ou plusieurs sels différents. En outre, de telles solutions ou dispersions solubles dans l'eau peuvent contenir des acides comme les acides chlorhydrique, sulfurique et nitrique, etc., en des quantités nécessaires pour satisfaire une stœchiométrie voulue pour la formation du Silicate de métal insoluble dans l'eau que l'on désire utiliser dans la présente invention. Water-soluble salts of metals are normally used in the form of solutions or dispersions in solvents consisting of water or in mixtures of water and in miscible proportions of organic solvents such as, for example, methanol, ethanol , propanol, ethylene glycol, glycerin, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, trimethylamine, phosphoric hexamethylamide, etc. Such metal salts can be used alone, or, if desired, in the form of mixtures of two or more different salts. In addition, such water-soluble solutions or dispersions may contain acids such as hydrochloric, sulfuric and nitric acids, etc., in amounts necessary to meet a desired stoichiometry for the formation of the water-insoluble metal silicate. which it is desired to use in the present invention.

Les ions silicates, dans les compositions aqueuses précitées servant à la préparation des silicates de métaux insolubles dans l'eau, peuvent comprendre des ions monosilicates ainsi que des ions polysilicates et leurs mélanges, et ces ions peuvent provenir de n'importe quelle solution de silicate, c'est-à-dire un mélange liquide d'un solvant et d'un ou plusieurs composés du silicium capables de fournir des anions monosilicates ou polysilicates comme, par exemple, des acides siliciques monomères et polymères; des sels de métaux alcalins d'acides siliciques monomères et polymères, sauf les sels du lithium; des sels d'ammonium, de guanidinium et d'hydrazinium (organosubstitués) d'acides siliciques monomères et polymères; des esters alkyliques inférieurs, alkoxyalkyliques, alkyl-aminoalkyliques et dialkylaminoxy d'acides siliciques monomères et polymères; des acylates d'acides carboxyliques alkyliques inférieurs et alkoxyalkyliques et d'acides siliciques monomères et polymères; des tétrakis(dialkylamino)silanes et leurs dérivés partiellement hydrolysés et condensés, etc. Le solvant de ces solutions de silicates consiste en de l'eau ou en des solvants organiques miscibles à l'eau, comme mentionné ci-dessus, ou en leurs mélanges. On peut utiliser une seule source des ions silicates mais, si on le désire, on peut également utiliser des mélanges de deux ou plusieurs sources différentes des ions silicates. En outre, si on le désire, de telles sources des ions silicates peuvent contenir des bases comme des hydroxydes de sodium, de potassium, d'ammonium et d'ammonium substitué, en des quantités nécessaires pour satisfaire une stœchiométrie voulue pour la formation du silicate de métal insoluble dans l'eau que l'on désire utiliser dans la présente invention. Silicate ions, in the above aqueous compositions used for the preparation of water-insoluble metal silicates, can include monosilicate ions as well as polysilicate ions and mixtures thereof, and these ions can come from any silicate solution , that is to say a liquid mixture of a solvent and of one or more silicon compounds capable of providing monosilicate or polysilicate anions such as, for example, monomeric and polymeric silicic acids; alkali metal salts of monomeric and polymeric silicic acids, except lithium salts; ammonium, guanidinium and hydrazinium (organosubstituted) salts of monomeric and polymeric silicic acids; lower alkyl, alkoxyalkyl, alkyl-aminoalkyl and dialkylaminoxy esters of monomeric and polymeric silicic acids; acylates of lower alkyl and alkoxyalkylic carboxylic acids and of monomeric and polymeric silicic acids; tetrakis (dialkylamino) silanes and their partially hydrolyzed and condensed derivatives, etc. The solvent for these silicate solutions consists of water or water-miscible organic solvents, as mentioned above, or mixtures thereof. A single source of the silicate ions can be used but, if desired, mixtures of two or more different sources of the silicate ions can also be used. In addition, if desired, such sources of silicate ions may contain bases such as sodium, potassium, ammonium and substituted ammonium hydroxides, in amounts necessary to meet a desired stoichiometry for silicate formation of water insoluble metal which it is desired to use in the present invention.

Comme indiqué ci-dessus, on utilise dans la présente invention les silicates de métaux insolubles dans l'eau sous la forme de sels précipités et non séchés, c'est-à-dire que ces sels n'ont pas été entièrement séchés après leur formation'initiale, et on les utilise alors qu'ils comportent encore au moins l'humidité qu'ils avaient au cours de leur précipitation. De préférence, on souhaite utiliser les silicates de métaux insolubles dans l'eau sous la forme des sels fraîchement précipités, fortement hydratés et incomplètement condensés, puisque l'intervalle de temps entre la formation du silicate de métal insoluble dans l'eau et son contact avec la matière minérale insoluble dans l'eau a une influence sur l'obtention des meilleurs résultats que l'on souhaite avoir. Par exemple, il a été trouvé que, lorsque l'on met en suspension du silicate de métal précipité, qui a été maintenu en suspension aqueuse diluée pendant divers intervalles de temps, avec une matière minérale insoluble dans l'eau, on trouve que le produit minéral traité par le silicate, après son traitement d'élaboration, répond aux agents silaniques de liaison. Cependant, lorsque l'on augmente l'intervalle de temps entre la formation du silicate de métal insoluble dans l'eau et son contact avec la matière minérale insoluble dans l'eau, la réponse présentée par la matière minérale traitée par le silicate à l'égard des agents silaniques de liaison diminue. Dans un cas extrême, lorsque l'on a redispersé dans l'eau un silicate de métal insoluble dans l'eau, complètement séché antérieurement et condensé et qu'on l'a mis en suspension avec une matière minérale insoluble dans l'eau, on a constaté que le produit minéral ainsi traité et récupéré n'a montré aucune réponse à l'action de l'agent silanique de liaison. Ainsi, afin de garantir l'obtention As indicated above, in the present invention, the water-insoluble metal silicates are used in the form of precipitated and undried salts, that is to say that these salts have not been completely dried after their initial formation, and they are used when they still contain at least the humidity they had during their precipitation. Preferably, it is desired to use the water-insoluble metal silicates in the form of freshly precipitated, highly hydrated and incompletely condensed salts, since the time interval between the formation of the water-insoluble metal silicate and its contact with mineral matter insoluble in water has an influence on obtaining the best results that one wishes to have. For example, it has been found that when suspending precipitated metal silicate, which has been kept in dilute aqueous suspension for various time intervals, with a mineral material insoluble in water, it is found that the mineral product treated with silicate, after its elaboration treatment, responds to silane binding agents. However, when the time interval between the formation of the water-insoluble metal silicate and its contact with the water-insoluble mineral material is increased, the response of the mineral material treated with the silicate to with regard to silane binding agents decreases. In an extreme case, when a water insoluble metal silicate, completely dried beforehand and condensed, has been redispersed in water and it has been suspended with a mineral matter insoluble in water, it was found that the mineral product thus treated and recovered did not show any response to the action of the silane binding agent. So in order to guarantee obtaining

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

615 896 615,896

4 4

des meilleurs résultats, on préfère surtout préparer les produits minéraux traités par du silicate selon la présente invention par précipitation du silicate de métal insoluble dans l'eau en présence de la matière minérale insoluble dans l'eau à traiter. On préfère moins, mais cela reste encore dans le cadre de la présente invention, mettre la matière minérale insoluble dans l'eau en contact avec le silicate de métal insoluble dans l'eau et non séché, ce contact s'efFec-tuant au bout d'une courte période de temps après la précipitation du silicate (et les résultats obtenus sont d'autant meilleurs que l'intervalle de temps après la précipitation est plus court). for best results, it is especially preferred to prepare the mineral products treated with silicate according to the present invention by precipitation of the metal silicate insoluble in water in the presence of the mineral matter insoluble in the water to be treated. It is less preferred, but this still remains within the scope of the present invention, to bring the mineral material insoluble in water into contact with the silicate of metal insoluble in water and not dried, this contact being killed at the end. a short period of time after precipitation of the silicate (and the shorter the time interval after precipitation, the better the results obtained).

On peut préparer les produits minéraux traités par du silicate de métal de la présente invention, q«i peuvent répondre à l'action des agents silaniques de liaison, de n'importe quelle manière impliquant un contact de la surface de la matière minérale insoluble dans l'eau en présence de l'eau avec un silicate de métal insoluble dans l'eau, précipité et non séché, et en séchant ensuite le produit minéral ainsi traité par du silicate. The metal silicate treated mineral products of the present invention can be prepared, which may respond to the action of silane binding agents, in any manner involving contact with the surface of the mineral material insoluble in water in the presence of water with a metal silicate insoluble in water, precipitated and not dried, and then drying the mineral product thus treated with silicate.

Voici des exemples illustrant de tels procédés: Here are examples illustrating such processes:

A) On ajoute la solution du sel de métal hydrosoluble et la solution de silicate hydrosoluble en même temps que ou successivement à une suspension aqueuse, soumise à agitation, de la matière minérale insoluble dans l'eau à traiter, afin de former, en présence de la matière minérale, le silicate de métal insoluble dans l'eau. On peut ensuite sécher le produit minéral traité par le silicate et le récupérer par n'importe quel procédé classique voulu. A) The solution of the water-soluble metal salt and the water-soluble silicate solution are added at the same time as or successively to an aqueous suspension, subjected to stirring, of the mineral matter insoluble in the water to be treated, in order to form, in the presence mineral matter, metal silicate insoluble in water. The mineral product treated with the silicate can then be dried and recovered by any conventional method desired.

B) On forme tout d'abord une solution aqueuse diluée du silicate de métal insoluble dans l'eau en mélangeant une solution de silicate hydrosoluble et un sel de métal hydrosoluble et puis, en opérant en une courte période de temps et sans sécher le silicate de métal insoluble ainsi formé, on met la suspension du silicate de métal insoluble dans l'eau en contact avec la surface de la matière minérale insoluble dans l'eau à traiter. On peut ensuite sécher et récupérer par n'importe quel procédé classique voulu le produit minéral traité par le silicate. B) First, a dilute aqueous solution of the water-insoluble metal silicate is formed by mixing a water-soluble silicate solution and a water-soluble metal salt and then, operating in a short period of time and without drying the silicate. of insoluble metal thus formed, the suspension of the water insoluble metal silicate is brought into contact with the surface of the mineral material insoluble in the water to be treated. The mineral product treated with the silicate can then be dried and recovered by any conventional method desired.

C) On peut également préparer le produit minéral traité par le silicate en introduisant, à l'aide d'au moins une pompe, des courants d'une suspension aqueuse de la matière minérale insoluble dans l'eau à traiter, une solution d'un sel de métal hydrosoluble et une solution de silicate hydrosoluble dans une zone à forte turbulence, comme un té de mélange, et en retirant une suspension du produit minéral traité par le silicate et que l'on peut ensuite sécher et récupérer par n'importe quel procédé classique voulu. C) The mineral product treated with silicate can also be prepared by introducing, using at least one pump, streams of an aqueous suspension of the mineral matter insoluble in the water to be treated, a solution of a water-soluble metal salt and a water-soluble silicate solution in a highly turbulent zone, such as a mixing tee, and by removing a suspension of the mineral product treated with the silicate and which can then be dried and recovered by any what a classic process wanted.

D) On peut projeter par pulvérisation ou atomisation des solutions aqueuses du sel de métal hydrosoluble et du silicate hydrosoluble, sous forme atomisée, en même temps ou successivement, sur une masse agitée de la matière minérale insoluble dans l'eau à traiter. On peut ensuite sécher et récupérer, de n'importe quelle façon classique voulue, le produit minéral traité par le silicate. D) It is possible to spray or spray aqueous solutions of the water-soluble metal salt and the water-soluble silicate, in atomized form, simultaneously or successively, onto a stirred mass of the mineral matter insoluble in the water to be treated. The mineral product treated with the silicate can then be dried and recovered, in any conventional manner desired.

De préférence, on souhaite précipiter le silicate de métal insoluble dans l'eau pendant qu'il est en contact avec la surface de la matière minérale insoluble dans l'eau à traiter, en particulier par le procédé A) indiqué ci-dessus. Par exemple, à une suspension, soumise à agitation, de carbonate de calcium particulaire dans de l'eau, on ajoute des solutions aqueuses de silicate de sodium et de chlorure de sodium en des proportions telles que l'on précipite une faible quantité de silicate de calcium insoluble dans l'eau. On lave ensuite le produit minéral (carbonate de calcium) traité par le silicate de calcium, on le filtre, on le sèche et le récupère comme on le désire, et il peut servir comme expliqué plus amplement ci-après. Preferably, it is desired to precipitate the metal silicate insoluble in water while it is in contact with the surface of the mineral material insoluble in the water to be treated, in particular by method A) indicated above. For example, to a stirred suspension of particulate calcium carbonate in water, aqueous solutions of sodium silicate and sodium chloride are added in such proportions that a small amount of silicate is precipitated. of calcium insoluble in water. The mineral product (calcium carbonate) treated with calcium silicate is then washed, filtered, dried and recovered as desired, and it can be used as explained more fully below.

Lors de la formation des produits minéraux traités par du silicate de métal selon la présente invention, par n'importe lequel des procédés décrits ci-dessus, les facteurs opératoires de concentration initiale du produit minéral, de température, de concentrations des solutions des composés devant réagir et de vitesses d'addition ne sont pas des facteurs fondamentaux, bien que l'on puisse faire certains choix pratiques, comme décrit ci-après. During the formation of the mineral products treated with metal silicate according to the present invention, by any of the methods described above, the operating factors of initial concentration of the mineral product, of temperature, of concentrations of the solutions of the compounds before reaction and addition rates are not fundamental factors, although some practical choices can be made, as described below.

Les concentrations initiales des produits minéraux ne sont pas fondamentales et elles peuvent se situer, au début d'une préparation, The initial concentrations of the mineral products are not fundamental and they can be located, at the beginning of a preparation,

entre 100% en poids, c'est-à-dire une matière minérale sèche non diluée, comme dans le cas des procédés de revêtement par projection de pulvérisation, jusqu'à n'importe quel niveau souhaitable comme dans le cas des procédés opérant en suspension. Dans les préparations en suspension, on commence habituellement avec les concentrations des produits minéraux aux niveaux les plus élevés permettant une agitation adéquate par l'équipement utilisé. between 100% by weight, that is to say an undiluted dry mineral matter, as in the case of spray coating processes, up to any desirable level as in the case of processes operating in suspension. In suspension preparations, one usually begins with the concentrations of mineral products at the highest levels allowing adequate agitation by the equipment used.

La température utilisée au cours de la formation des produits minéraux traités par du silicate de métal n'est pas connue comme étant fondamentale, et on peut la maintenir à n'importe quel point situé entre le point de congélation et le point d'ébullition du solvant aqueux. Par souci de commodité et d'économie, on effectue habituellement le mode opératoire de traitement dans les conditions ambiantes normales, c'est-à-dire entre environ 18 et 30° C. On utilise normalement aussi la pression atmosphérique ordinaire. Cependant, si on le désire, on peut utiliser des pressions plus ou moins élevées. The temperature used during the formation of mineral products treated with metal silicate is not known to be fundamental, and can be maintained at any point between the freezing point and the boiling point of aqueous solvent. For the sake of convenience and economy, the treatment procedure is usually carried out under normal ambient conditions, that is to say between about 18 and 30 ° C. Normal atmospheric pressure is also normally used. However, if desired, higher or lower pressures can be used.

. Les concentrations du sel hydrosoluble de métal et du silicate hydrosoluble que l'on fait réagir, dans leurs solutions, ne sont pas fondamentales et elles sont tout simplement choisies en vue de former des solutions ou dispersions stables à des niveaux qui conviennent pour le procédé particulier de préparation que l'on utilise. Par exemple, dans la plupart des préparations en suspension, des concentrations de 10% environ en poids sont commodes, bien que l'on puisse utiliser des niveaux de proportions plus ou moins élevés. Par ailleurs, dans un traitement de la matière minérale par projection de pulvérisation, de plus fortes concentrations du composé devant réagir sont utiles pour éviter la floculation de la poudre soumise à agitation. . The concentrations of the water soluble metal salt and the water soluble silicate reacted in their solutions are not fundamental and are simply chosen to form stable solutions or dispersions at levels suitable for the particular process of preparation that we use. For example, in most suspension preparations, concentrations of about 10% by weight are convenient, although higher or lower levels of proportions can be used. Furthermore, in a treatment of the mineral material by spray projection, higher concentrations of the compound to react are useful to avoid flocculation of the powder subjected to stirring.

Les vitesses d'addition des solutions des composés devant réagir ne sont pas fondamentales non plus, mais il convient d'éviter des zones localisées de trop forte concentration dans la masse de réaction. Ainsi, dans les procédés discontinus en suspension, il est commode d'ajouter une solution de composé devant réagir assez rapidement à la suspension (habituellement, mais non nécessairement, la solution de silicate) et de régler la vitesse de formation du silicate de métal insoluble dans l'eau en ajoutant la solution de l'autre composé devant réagir en une période de temps comprise entre quelques minutes et plusieurs heures, ou même en une plus longue période de temps. Au contraire, lorsque l'on utilise des vitesses très élevées d'agitation, comme dans des tés de mélanges en continu, on peut ajouter en même temps, en une fraction de seconde, les quantités entières des composés devant réagir et qui sont nécessaires par entité unitaire de produit minéral. The rates of addition of the solutions of the compounds to be reacted are not fundamental either, but localized zones of too high concentration in the reaction mass should be avoided. Thus, in batch suspension processes, it is convenient to add a solution of compound to react fairly quickly to the suspension (usually, but not necessarily, the silicate solution) and to control the rate of formation of the insoluble metal silicate in water by adding the solution of the other compound to react in a period of time between a few minutes and several hours, or even in a longer period of time. On the contrary, when very high agitation rates are used, as in tees for continuous mixing, it is possible to add at the same time, in a fraction of a second, the whole quantities of the compounds which have to react and which are necessary for unitary entity of mineral product.

Comme indiqué ci-dessus, on préfère que le facteur opératoire du procédé décrit comme étant le temps jusqu'à contact, c'est-à-dire l'intervalle de temps entre la formation du silicate de métal insoluble dans l'eau et son contact avec le produit minéral insoluble dans l'eau, soit aussi court que possible pour obtenir les meilleurs résultats que l'on souhaite avoir. As indicated above, it is preferred that the operating factor of the process described as being the time until contact, that is to say the time interval between the formation of the metal silicate insoluble in water and its contact with the mineral product insoluble in water, be as short as possible to obtain the best results that one wishes to have.

Les modes opératoires servant à sécher et à récupérer la matière minérale insoluble dans l'eau, traitée par le silicate de métal, ne sont pas fondamentaux et l'on peut utiliser, selon les désirs, n'importe quel procédé classique comme le séchage par atomisation, l'abandon de la matière minérale pour qu'elle sèche à la température ambiante, le séchage en four ou en étuve, etc. Normalement, on lave à l'eau la matière minérale traitée par le silicate de métal et on la sépare de la solution de réaction par filtration, par exemple, puis on la sèche en étuve ou en four. Bien entendu, on doit comprendre que le produit minéral traité par le silicate de métal peut encore contenir un peu d'humidité même après son séchage, mais l'on préfère généralement sécher la matière minérale traitée par le silicate de métal jusqu'à un poids essentiellement constant à des températures supérieures à 100° C environ ou au moins jusqu'à une teneur en humidité à laquelle la matière minérale traitée par le silicate de métal n'est plus humide au toucher. On doit également comprendre que, si la matière minérale à traiter sert sous sa forme de charge ou de pigment particulaire, on peut facilement faire revenir le produit minéral The procedures used to dry and recover the mineral material insoluble in water, treated with metal silicate, are not fundamental and one can use, as desired, any conventional process such as drying by atomization, abandoning the mineral matter so that it dries at room temperature, drying in an oven or an oven, etc. Normally, the mineral material treated with metal silicate is washed with water and is separated from the reaction solution by filtration, for example, then it is dried in an oven or in an oven. Of course, it should be understood that the mineral product treated with metal silicate may still contain a little moisture even after it has dried, but it is generally preferred to dry the mineral material treated with metal silicate to a weight. essentially constant at temperatures above about 100 ° C or at least up to a moisture content at which the mineral material treated with metal silicate is no longer wet to the touch. It should also be understood that, if the mineral to be treated is used in the form of a filler or a particulate pigment, the mineral product can easily be returned

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

615 896 615,896

traité par le silicate de métal à sa forme particulaire par n'importe quel procédé convenable de broyage, si le produit a été obtenu sous forme de gâteau. treated with metal silicate to its particulate form by any suitable method of grinding, if the product has been obtained in the form of a cake.

Les compositions chimiques des silicates de métaux insolubles dans l'eau que l'on utilise dans la présente invention peuvent également s'exprimer commodément en termes de rapport entre oxyde de métal et Si02, par exemple Mx0y/Si02, où M est le métal et x et y sont des valences normales de combinaison de l'oxyde et des ions métalliques, respectivement, comme expliqué par exemple dans «Dana Mineralogy» par Dana, 18e édition, John Wiley, New York, 1971, p. 202. Ainsi, le rapport entre les oxydes de métaux et les ions silicates dans les silicates de métaux insolubles dans l'eau est égal au nombre de moles de MxOy divisé par le nombre de moles de Si02 dans le sel. Le rapport entre l'oxyde de métal et SÌO2 dans les silicates de métaux insolubles dans l'eau que l'on utilise dans la présente invention peut se situer entre environ 0,1 et 4 ou une valeur supérieure, si on le désire, cependant que l'on préfère, pour l'oxyde de métal, un rapport inférieur à environ 3,1. The chemical compositions of the water-insoluble metal silicates used in the present invention can also be conveniently expressed in terms of the ratio of metal oxide to Si02, for example Mx0y / Si02, where M is the metal and x and y are normal valences of combination of oxide and metal ions, respectively, as explained for example in "Dana Mineralogy" by Dana, 18th edition, John Wiley, New York, 1971, p. 202. Thus, the ratio between the metal oxides and the silicate ions in the water-insoluble metal silicates is equal to the number of moles of MxOy divided by the number of moles of SiO2 in the salt. The ratio of metal oxide to SÌO2 in the water-insoluble metal silicates used in the present invention can be between about 0.1 and 4 or higher, if desired, however which is preferred, for metal oxide, a ratio of less than about 3.1.

Bien évidemment, la quantité de silicate de métal insoluble dans l'eau que l'on utilise dans la présente invention doit seulement être la quantité suffisante pour rendre la matière minérale de départ insoluble dans l'eau et non traitée capable de répondre ou de réagir à l'action des agents silaniques de liaison, ce qui, bien entendu, dépendra dans une large mesure de l'utilisation finale voulue pour le produit minéral traité par du silicate. Puisque l'on préfère utiliser sous forme particulaire le produit minéral traité par du silicate de métal insoluble dans l'eau, on peut généralement précipiter le silicate de métal insoluble dans l'eau et on l'utilise en des quantités comprises entre 0,1 et 20 parties en poids pour 100 parties en poids de la matière minérale de départ. De préférence, la quantité de silicate de métal insoluble dans l'eau que l'on utilise se situe entre environ 0,3 et environ 10 parties en poids pour 100 parties en poids de la matière minérale de départ. Obviously, the amount of water-insoluble metal silicate used in the present invention need only be the amount sufficient to make the starting mineral material insoluble in water and untreated capable of responding or reacting. to the action of silane binding agents, which, of course, will depend to a large extent on the intended end use for the inorganic product treated with silicate. Since the mineral product treated with water-insoluble metal silicate is preferred to be used in particulate form, the water-insoluble metal silicate can generally be precipitated and used in amounts of between 0.1 and 20 parts by weight per 100 parts by weight of the starting mineral material. Preferably, the amount of water-insoluble metal silicate that is used is between about 0.3 and about 10 parts by weight per 100 parts by weight of the starting mineral material.

La quantité d'eau présente doit seulement être suffisante pour dissoudre le sel de métal hydrosoluble et l'ion silicate devant réagir, comme par exemple lorsque l'on pulvérise des solutions du sel de métal hydrosoluble et des solutions de l'ion silicate sur la surface de la matière minérale insoluble dans l'eau que l'on traite. Cependant, on peut utiliser, par souci de commodité et de facilité du traitement, de plus grandes quantités d'eau lorsqu'on désire pouvoir traiter sous forme d'une pâte ou d'une suspension fluide la matière minérale insoluble dans l'eau. The amount of water present need only be sufficient to dissolve the water-soluble metal salt and the silicate ion to be reacted, such as when spraying solutions of the water-soluble metal salt and solutions of the silicate ion onto the surface of the mineral matter insoluble in the water being treated. However, for the sake of convenience and ease of treatment, larger amounts of water may be used when it is desired to be able to treat in the form of a paste or a fluid suspension the mineral matter insoluble in water.

Ainsi, la présente invention implique la découverte surprenante selon laquelle on peut rendre des matières minérales insolubles dans l'eau, qui ne répondent pas à l'action des agents silaniques de liaison, capables de réagir à l'action de ces agents silaniques de liaison, en mettant ces matières minérales en contact avéc de faibles quantités d'un silicate de métal précipité, insoluble dans l'eau et non séché. Cette découverte est démontrée par le fait que, lorsqu'on les utilise comme des charges ou des pigments dans des composites de polymère avec un agent silanique de liaison, les matières minérales insolubles dans l'eau et non traitées ne produisent pas, dans les propriétés du produit composite final, de modifications importantes par rapport à celles conférées par l'utilisation de la matière minérale non traitée seule. Cependant, les produits minéraux insolubles dans l'eau et qui ont été traités par un silicate de métal selon la présente invention montrent très clairement leur capacité de réponse et leur activité à l'égard des agents silaniques de liaison de ces composites de polymère en conférant de meilleures propriétés physiques au produit composite terminé. Cependant, les produits minéraux traités par du silicate de métal selon la présente invention ne produisent par eux-mêmes, et sans agent silanique de liaison, aucune modification importante des propriétés du composite final par rapport aux propriétés conférées par la matière minérale non traitée. Ainsi, les améliorations importantes des propriétés du composite terminé peuvent seulement être démontrées grâce à l'utilisation d'une combinaison des produits minéraux traités par du silicate de métal selon la présente invention et des agents silaniques de liaison. Thus, the present invention involves the surprising discovery that mineral materials can be made insoluble in water, which do not respond to the action of silane bonding agents, capable of reacting to the action of these silane bonding agents , by bringing these mineral materials into contact with small amounts of a precipitated metal silicate, insoluble in water and not dried. This discovery is demonstrated by the fact that, when used as fillers or pigments in polymer composites with a silane bonding agent, inorganic water-insoluble and untreated minerals do not produce, in the properties of the final composite product, significant modifications compared to those conferred by the use of the untreated mineral material alone. However, the mineral products which are insoluble in water and which have been treated with a metal silicate according to the present invention very clearly show their response capacity and their activity with regard to the silane binding agents of these polymer composites by conferring better physical properties to the finished composite product. However, the mineral products treated with metal silicate according to the present invention do not produce by themselves, and without silane bonding agent, any significant modification of the properties of the final composite compared to the properties conferred by the untreated mineral matter. Thus, the significant improvements in the properties of the finished composite can only be demonstrated through the use of a combination of the mineral products treated with metal silicate according to the present invention and silane binding agents.

Bien qu'on ne souhaite pas être lié par une théorie quelconque ou la description d'un mécanisme quelconque, ce phénomène conduit à exprimer la pensée selon laquelle les produits minéraux insolubles dans l'eau, traités par du silicate de métal de la présente invention, consistent essentiellement en ce produit minéral ayant, associé à sa surface, un revêtement de silicate de métal insoluble dans l'eau. Ainsi, contrairement à une sorte quelconque de forme de cristaux mixtes de charges minérales ou de pigments minéraux coprécipités, on pense que les produits minéraux traités par du silicate de métal selon la présente invention, et que l'on prépare à partir de produits minéraux déjà formés que l'on met ensuite en contact avec un silicate de métal insoluble dans l'eau, sont sous une forme feuilletée ou en couches. Although one does not wish to be bound by any theory or description of any mechanism, this phenomenon leads to expressing the thought that the mineral products insoluble in water, treated with metal silicate of the present invention , consist essentially of this mineral product having, associated with its surface, a coating of metal silicate insoluble in water. Thus, unlike any sort of form of mixed crystals of mineral fillers or co-precipitated mineral pigments, it is believed that the mineral products treated with metal silicate according to the present invention, and which are prepared from mineral products already formed which are then brought into contact with a water-insoluble metal silicate, are in a laminated or layered form.

En soi, la couche ou le revêtement de silicate de métal sur les produits minéraux traités par du silicate de métal selon la présente invention n'est pas mesurable; cependant, sa présence est sûrement confirmée par l'existence de réponses très facilement mesurables de ces produits minéraux traités par le silicate à l'action des agents silaniques de liaison, en termes de propriétés du composite de polymère terminé, comme expliqué ci-dessus. As such, the layer or coating of metal silicate on the mineral products treated with metal silicate according to the present invention is not measurable; however, its presence is surely confirmed by the existence of very easily measurable responses of these silicate-treated mineral products to the action of silane binding agents, in terms of properties of the finished polymer composite, as explained above.

Donc, les revêtements de silicate de métal, associés aux produits minéraux insolubles dans l'eau traités par du silicate de métal selon la présente invention, peuvent entièrement encapsuler la matière minérale utilisée ou peuvent seulement représenter un revêtement partiel d'une certaine portion de la surface de la matière minérale traitée, ou bien ils peuvent consister en une association de fragments distincts de silicate de métal en des sites non contigus des particules minérales. En outre, ces revêtements de silicate de métal peuvent consister en un seul composé de type silicate de métal ou en deux ou plusieurs composés différents de type silicate de métal associé(s) à la matière minérale traitée. Lorsque l'on utilise ou que l'on désire obtenir deux ou plusieurs silicates de métaux, on peut les appliquer en n'importe quelle suite voulue. Par exemple, pour un revêtement consistant en des silicates de métaux insolubles dans l'eau A et B, on peut appliquer tout d'abord A et appliquer en second lieu B, ou bien l'on peut utiliser l'ordre inverse. En outre, il est évident que les compositions chimiques des silicates de métaux insolubles dans l'eau servant à former les revêtements sur le produit minéral insoluble dans l'eau et traité par du silicate peuvent varier indépendamment l'une de l'autre, si on le désire. Par exemple, le silicate de métal insoluble dans l'eau se trouvant dans un revêtement donné peut contenir un ou plusieurs ions de métaux et, pour chaque ion de métal, on peut associer un taux ou rapport entre cet oxyde de métal de SÌO2 (Mx0y/Si02), comme expliqué ci-dessus, à titre de paramètre de composition indépendant, et l'on peut maintenir constants ou faire varier ces facteurs selon n'importe quel désir prédéterminé en réglant les rapports de départ, l'ordre d'addition et les rapports entre débits ou taux d'alimentation des solutions du sel de métal hydrosoluble et du silicate. Dans le cas le plus simple impliquant deux ions de métaux dans le revêtement de silicate de la matière minérale traitée, on utilise le rapport moyen entre oxydes de métaux et Si02 et l'on obtient un revêtement de silicate de métal insoluble dans l'eau à structure mixte. Bien entendu, il est également évident que l'on peut préparer des revêtements bien plus complexes entrant dans le cadre de la présente invention, en faisant varier à la fois la structure et la composition du revêtement, si on le désire, comme indiqué ci-dessus. Therefore, the metal silicate coatings, associated with the water-insoluble mineral products treated with metal silicate according to the present invention, can completely encapsulate the mineral material used or can only represent a partial coating of a certain portion of the surface of the treated mineral material, or they may consist of an association of distinct fragments of metal silicate at non-contiguous sites of the mineral particles. In addition, these metal silicate coatings can consist of a single compound of metal silicate type or of two or more different compounds of metal silicate type associated with the mineral material treated. When two or more metal silicates are used or are desired, they can be applied in any desired sequence. For example, for a coating consisting of water-insoluble metal silicates A and B, A can be applied first and B applied second, or the reverse order can be used. Furthermore, it is evident that the chemical compositions of the water-insoluble metal silicates used to form the coatings on the water-insoluble and silicate-treated mineral product can vary independently of each other, if we want it. For example, the water-insoluble metal silicate in a given coating may contain one or more metal ions and, for each metal ion, there may be associated a rate or ratio between this metal oxide of SÌO2 (Mx0y / Si02), as explained above, as an independent composition parameter, and these factors can be kept constant or varied according to any predetermined desire by adjusting the starting ratios, the order of addition and the relationships between flow rates or feed rates of the water-soluble metal salt and silicate solutions. In the simplest case involving two metal ions in the silicate coating of the treated mineral material, the average ratio between metal oxides and SiO 2 is used and a coating of metal silicate insoluble in water is obtained. mixed structure. Of course, it is also obvious that one can prepare much more complex coatings within the scope of the present invention, by varying both the structure and the composition of the coating, if desired, as indicated above. above.

Comme noté ci-dessus, une troisième étape du procédé de la présente invention consiste à mettre le produit minéral traité par un silicate de métal insoluble dans l'eau, obtenu comme décrit ci-dessus, en contact avec un agent organosilanique de liaison choisi parmi les silanes comportant des groupes organiques fonctionnels et ayant pour formule : As noted above, a third step of the process of the present invention consists in bringing the mineral product treated with a water-insoluble metal silicate, obtained as described above, into contact with an organosilane binding agent chosen from silanes containing functional organic groups and having the formula:

R'a Ra

I I

R Si (X)3—a R If (X) 3 — a

(où R, qui contient un atome de carbone directement relié à l'atome de silicium de la formule ci-dessus, représente un radical organique (where R, which contains a carbon atom directly linked to the silicon atom of the above formula, represents an organic radical

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

615 896 615,896

comportant au moins un substituant fonctionnel; R' représente un radical choisi parmi R et les radicaux hydrocarbonés monovalents; a vaut 0 ou 1; X représente un groupe hydrolysable), les hydrolysats de ces silanes, les produits de condensation de ces silanes, et leurs mélanges. comprising at least one functional substituent; R 'represents a radical chosen from R and monovalent hydrocarbon radicals; a is 0 or 1; X represents a hydrolyzable group), the hydrolysates of these silanes, the condensation products of these silanes, and their mixtures.

Cette modification par un organosilane peut être réalisée par n'importe quelle technique impliquant la mise en contact intime d'un ou plusieurs produits minéraux, traités par du silicate de métal insoluble dans l'eau, avec un ou plusieurs agents organosilaniques de liaison, isolément ou en mélange, successivement ou en même temps, selon les désirs. Par exemple, à titre illustratif, on peut pulvériser, sous forme atomisée, ces agents organosilaniques de liaison, sous forme non diluée ou éventuellement sous forme de dispersions ou de solutions éventuellement liquides de ces agents organosilaniques de liaison dans de l'eau ou dans des véhicules diluants inertes, sur une masse, soumise à agitation, des produits minéraux traités par du silicate insoluble dans l'eau, finement divisés et qui sont à modifier. En variante, on peut introduire dans une zone de grande turbulence, comme dans un té de mélange ou au voisinage d'un agitateur rotatif à mouvement rapide, des suspensions liquides des produits minéraux traités par du silicate de métal insoluble dans l'eau, finement divisés et qui sont à modifier, ainsi que les agents organosilaniques de liaison sous forme non diluée ou sous forme de solutions ou dispersions liquides de ces agents de liaison dans de l'eau ou dans des véhicules diluants. On peut récupérer par n'importe quel procédé classique voulu les compositions minérales modifiées par l'organosilane et on peut les utiliser telles quelles ou bien on peut les sécher aux températures ambiantes ou à des températures élevées, par exemple à 100° C environ, par n'importe quel procédé classique que l'on souhaite appliquer. This modification by an organosilane can be carried out by any technique involving the intimate contact of one or more mineral products, treated with metal silicate insoluble in water, with one or more organosilane binding agents, in isolation or in a mixture, successively or at the same time, as desired. For example, by way of illustration, these organosilane binding agents can be sprayed, in atomized form, in undiluted form or optionally in the form of dispersions or possibly liquid solutions of these organosilane binding agents in water or in inert diluent vehicles, on a mass, subjected to agitation, mineral products treated with silicate insoluble in water, finely divided and which are to be modified. As a variant, liquid suspensions of the mineral products treated with metal silicate insoluble in water can be introduced into a zone of great turbulence, such as in a mixing tee or in the vicinity of a rotary agitator with rapid movement. divided and which are to be modified, as well as the organosilane binding agents in undiluted form or in the form of liquid solutions or dispersions of these binding agents in water or in diluting vehicles. The mineral compositions modified with the organosilane can be recovered by any conventional process and can be used as such or they can be dried at ambient temperatures or at high temperatures, for example at about 100 ° C., by any conventional process that one wishes to apply.

La quantité de l'agent organosilanique de liaison que l'on peut utiliser pour former les compositions minérales traitées par un silicate et modifiées par un silane selon la présente invention n'est pas étroitement fondamentale et elle peut se situer entre environ 0,01 et 50 parties en poids, et de préférence entre environ 0,10 et 10 parties en poids pour 100 parties en poids du produit minéral traité par le silicate de métal insoluble dans l'eau et qu'il faut modifier, bien que, si on le désire, on puisse utiliser des quantités supérieures ou inférieures. De même, on peut mettre en contact les agents silaniques de liaison et les matières minérales à modifier à n'importe quelle température convenable, les températures ambiantes étant généralement préférées, et l'on opère par exemple au voisinage de la température ambiante. La période ou durée de contact entre l'agent silanique de liaison et la matière minérale à modifier n'est également pas fondamentale, et il faut seulement que cette période de temps suffise à assurer un contact intime entre les ingrédients en cause. The amount of the organosilane bonding agent which can be used to form the mineral compositions treated with a silicate and modified with a silane according to the present invention is not narrowly fundamental and it can be between approximately 0.01 and 50 parts by weight, and preferably between approximately 0.10 and 10 parts by weight per 100 parts by weight of the mineral product treated with the metal silicate insoluble in water and which must be modified, although, if it is you can use more or less. Similarly, the silane binding agents and the mineral materials to be modified can be brought into contact at any suitable temperature, ambient temperatures being generally preferred, and the operation is carried out, for example, near ambient temperature. The period or duration of contact between the silane bonding agent and the mineral matter to be modified is also not fundamental, and it is only necessary that this period of time suffices to ensure intimate contact between the ingredients in question.

En outre, alors que l'on peut préparer tout simplement les compositions minérales traitées par un silicate de métal insoluble dans l'eau et modifiées par un organosilane en mettant un organosilane, sous forme non diluée, en contact avec le produit minéral traité par un silicate de métal et séché, qui est à modifier, on peut, si on le désire, comme indiqué ci-dessus, ajouter un diluant inerte et/ou de l'eau pour faciliter la manutention des matières en cause. On peut utiliser n'importe quel diluant inerte classique qui ne nuira pas à l'agent organosilanique de liaison ni à la charge minérale traitée par le silicate minéral insoluble dans l'eau, ni à la composition minérale résultante, traitée par du silicate et modifiée par le silane. Des exemples de diluants inertes de ce genre comprennent des composés hydroxylés, par exemple des alcools comme le méthanol, l'éthanol, le propanol, le butanol, etc.; des hydrocarbures comme l'hexane, l'heptane, le benzène, le toluène, etc.; des éthers comme l'éther éthylique, l'éther de dipropyle, etc. ; des esters et des cétones, comme l'acétate d'éthyle, l'acétone, la méthyléthylcétone, la diéthylcétone, etc. Bien entendu, la quantité d'eau et/ou de diluant inerte que l'on utilise ou ajoute n'est pas fondamentale, puisque l'on peut utiliser dans le cas présent des solutions ou des dispersions de ces silanes et/ou de ces produits minéraux. En fait, on peut effectuer la production des compositions minérales traitées par du silicate de métal et modifiées par de l'organosilane en opérant en l'absence de toute addition d'eau et/ou de toute addition d'un diluant inerte. In addition, while the mineral compositions treated with a water-insoluble metal silicate and modified with an organosilane can simply be prepared by bringing an organosilane, in undiluted form, into contact with the mineral product treated with a metal and dried silicate, which is to be modified, it is possible, if desired, as indicated above, to add an inert diluent and / or water to facilitate the handling of the materials in question. Any conventional inert diluent can be used which will not harm the organosilane binding agent or the mineral filler treated with the water-insoluble mineral silicate, nor the resulting mineral composition, treated with silicate and modified by silane. Examples of such inert diluents include hydroxylated compounds, for example alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, etc .; hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, etc .; ethers such as ethyl ether, dipropyl ether, etc. ; esters and ketones, such as ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, etc. Of course, the amount of water and / or inert diluent that is used or added is not fundamental, since solutions or dispersions of these silanes and / or of these can be used in the present case. mineral products. In fact, the mineral compositions treated with metal silicate and modified with organosilane can be produced by operating in the absence of any addition of water and / or of any addition of an inert diluent.

Bien entendu, on doit comprendre que les agents organosilaniques de liaison que l'on utilise pour la production des compositions minérales traitées par du silicate de métal insoluble et modifiées par l'organosilane selon la présente invention comprennent et englobent, en plus des silanes eux-mêmes, les produits d'hydrolyse de ces silanes, les produits de condensation de ces silanes et leurs mélanges. Cela est entièrement évident pour un expert en ce domaine, car l'utilisation de l'eau à titre de diluant peut provoquer une hydrolyse et/ou une condensation du silane utilisé, en raison de la présence des groupes hydrolysables sur le silane. En fait, si on le désire, on peut hydrolyser et/ou condenser le silane avant de le mettre en contact avec la matière minérale de charge, traitée par du silicate et qu'il s'agit de modifier. Une telle hydrolyse et/ou une telle condensation peut ou peuvent être également causées par les conditions d'humidité atmosphérique et/ou par des molécules d'eau que l'on trouve normalement à la surface de la charge minérale traitée par du silicate. Bien entendu, on entend inclure dans les termes produit d'hydrolyse et produit de condensation, tels qu'on les utilise ici, des cohydrolysats et des produits de cocondensation de plus d'un de ces silanes à groupes fonctionnels organiques décrits ci-dessus. Ainsi, alors que la configuration précise de la structure des produits minéraux traités par du silicate de métal insoluble dans l'eau et modifiés par l'organosilane selon la présente invention n'est pas déterminable, on doit comprendre que ces produits comprennent et englobent également les produits d'hydrolyse, les produits de condensation et leurs mélanges. On doit comprendre en outre que la présente invention englobe également les produits minéraux traités par du silicate de métal insoluble dans l'eau et modifiés par de l'organosilane, que l'on obtient par enlèvement du véhicule diluant inerte si l'on a utilisé un tel véhicule dans le procédé de production. Of course, it should be understood that the organosilane binding agents which are used for the production of the mineral compositions treated with insoluble metal silicate and modified with the organosilane according to the present invention include and include, in addition to the silanes themselves. the same, the hydrolysis products of these silanes, the condensation products of these silanes and their mixtures. This is entirely obvious to an expert in this field, because the use of water as a diluent can cause hydrolysis and / or condensation of the silane used, due to the presence of the hydrolysable groups on the silane. In fact, if desired, the silane can be hydrolyzed and / or condensed before bringing it into contact with the mineral filler material, treated with silicate and which it is a question of modifying. Such hydrolysis and / or such condensation can or can also be caused by atmospheric humidity conditions and / or by water molecules normally found on the surface of the mineral filler treated with silicate. Of course, it is intended to include in the terms hydrolysis product and condensation product, as they are used here, cohydrolysates and cocondensation products of more than one of these silanes with organic functional groups described above. Thus, while the precise configuration of the structure of the mineral products treated with water-insoluble metal silicate and modified with the organosilane according to the present invention cannot be determined, it must be understood that these products also include and include hydrolysis products, condensation products and mixtures thereof. It should also be understood that the present invention also encompasses mineral products treated with water insoluble metal silicate and modified with organosilane, which is obtained by removal of the inert diluent vehicle if used such a vehicle in the production process.

Les agents organosilaniques de liaison et/ou des procédés pour leur préparation sont bien connus en pratique, et ces agents comprennent, par exemple, des silanes comportant des groupes organiques fonctionnels et répondant à la formule: Organosilane binding agents and / or processes for their preparation are well known in the art, and these agents comprise, for example, silanes comprising functional organic groups and corresponding to the formula:

R'a Ra

I I

R- Si (X)3_a R- If (X) 3_a

(où R, qui contient un atome de carbone directement fixé à l'atome de silicium de la formule ci-dessus, représente un radical organique comportant au moins un substituant fonctionnel; R' représente un radical choisi parmi R et les radicaux hydrocarbonés monovalents contenant de 1 à 6 atomes de carbone, par exemple des radicaux phényle et alkyle, en particulier méthyle; a vaut 0 ou 1, de préférence 0 ; X représente un groupe hydrolysable), les produits d'hydrolyse de ces silanes, les produits de condensation de ces silanes et leurs mélanges. Des exemples illustrant les radicaux organiques comportant des groupes de substituants fonctionnels que l'on préfère le plus sont des radicaux organiques insaturés comme des radicaux oléfiniques, par exemple des radicaux vinyle, allyle, y-méthacryloxypropyle, etc.; des radicaux aminosubstitués comme des radicaux aminoalkyle, par exemple P-aminoéthyle, y-amino-propyle, N-P-(aminoéthyl)-y-aminopropyle, etc.; des radicaux à substituant époxy comme un radical P-(3,4-époxycyclohexyl)-éthyle, y-glycidoxypropyle, etc.; et des radicaux à substituant mer-capto, comme des radicaux P-mercaptoéthyle, y-mercaptopropyle, etc. Parmi les agents silaniques de liaison que l'on préfère le plus, on peut mentionner le vinyltrichlorosilane, le vinyltriéthoxysilane, le vinyltriméthoxysilane, le vinyltris-(2-méthoxyéthoxy)silane, le y-méthacryloxypropyltriméthoxysilane, le P-(3,4-époxycyclohexyl)-éthyltriméthoxysilane, le y-glycidoxypropyltriméthoxysilane, le vinyltriacétoxysilane, le P-mercaptoéthyltriéthoxysilane, le y-mercaptopropyltriméthoxysilane, le P-aminoéthyltriéthoxysilane, le y-aminopropyltriéthoxysilane, le N-P-(aminoéthyl)-y-amino-propyltriméthoxysilane, etc. (where R, which contains a carbon atom directly attached to the silicon atom of the above formula, represents an organic radical comprising at least one functional substituent; R 'represents a radical chosen from R and monovalent hydrocarbon radicals containing from 1 to 6 carbon atoms, for example phenyl and alkyl radicals, in particular methyl; a is 0 or 1, preferably 0; X represents a hydrolyzable group), the hydrolysis products of these silanes, the condensation products of these silanes and their mixtures. Examples illustrating the organic radicals having the most preferred functional substituent groups are unsaturated organic radicals such as olefinic radicals, for example vinyl, allyl, γ-methacryloxypropyl, etc .; amino substituted radicals such as aminoalkyl radicals, for example P-aminoethyl, y-amino-propyl, N-P- (aminoethyl) -y-aminopropyl, etc .; epoxy-substituted radicals such as a P- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyl, y-glycidoxypropyl radical, etc .; and mer-capto substituted radicals, such as P-mercaptoethyl, y-mercaptopropyl radicals, etc. Among the most preferred silanic bonding agents, mention may be made of vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltris- (2-methoxyethoxy) silane, y-methacryloxypropyltrimethoxysilane, P- (3,4-epoxycyclohexyl ) -ethyltrimethoxysilane, y-glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, P-mercaptoethyltriethoxysilane, y-mercaptopropyltrimethoxysilane, P-aminoethyltriethoxysilane, y-aminopropyltriethoxysilane, amino-ethyamino-amino-propane

6 6

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

7 7

615 896 615,896

D'autres silanes, que l'on peut utiliser dans la pratique de la présente invention, comprennent les suivants: Other silanes, which can be used in the practice of the present invention, include the following:

HOOC(CH2)8CHSi(OCH3)3 CH3CH2=CH(CH2)4CH2Si(OCH3)3 [■fCH2CH2ifCH2CH^] HOOC (CH2) 8CHSi (OCH3) 3 CH3CH2 = CH (CH2) 4CH2Si (OCH3) 3 [■ fCH2CH2ifCH2CH ^]

c=o c = o

I I

OH. H2N(CH2)3Si(OCH2CH3)3 [ -f CH2 CH -f CH2CH -)■ ] OH. H2N (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 [-f CH2 CH -f CH2CH -) ■]

J\ Si(OCH3)3 J \ Si (OCH3) 3

HOOCCH2CH2Si(OCH2CH3)3 HOOCCH2CH2Si (OCH2CH3) 3

NCCH2CH2Si(OCH2CH3)3 NCCH2CH2Si (OCH2CH3) 3

H2N(CH2)4Si(OC2H5)3 H2N (CH2) 4Si (OC2H5) 3

H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OC2H5)3 O H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si (OC2H5) 3 O

H2N <ü;NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3 H2N <ü; NHCH2CH2CH2Si (OCH3) 3

CH3 CH3

HS - <\^~y> ~ CH2CH2Si(°CH2CH3)3 O O HS - <\ ^ ~ y> ~ CH2CH2Si (° CH2CH3) 3 O O

Il 11 , He 11,

HO CCH=CHC—OCH2CH2CH2Si(OCH3)3 O HO CCH = CHC — OCH2CH2CH2Si (OCH3) 3 O

HSCH2CH2CH2 CNH(CH2)3Si(OCH2CH3)3 O HSCH2CH2CH2 CNH (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 O

HOCH2CH2CH2CH2CH2CNH(CH2)3Si(OC2H5)3 (CH3CH20)3SiCH2CH2CH2S - S - S - CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3 (CH3CH20)3Si(CH2)3 - S - S - (CH2)3Si(OCH2CH3)3 HOCH2CH2CH2CH2CH2CNH (CH2) 3Si (OC2H5) 3 (CH3CH20) 3SiCH2CH2CH2S - S - S - CH2CH2CH2Si (OCH2CH3) 3 (CH3CH20) 3Si (CH2) 3 - S - S - (CH2) 3Si (OCH2CH3)

[(CH3CH20)3SiCH2CH2 CH3]2[- S - S - S - ] [(CH3CH20) 3SiCH2CH2 CH3] 2 [- S - S - S -]

[(CH30)3SiCH2CH; [(CH30) 3SiCH2CH;

y X y X

-CH3]2[S4] -CH3] 2 [S4]

o o o o

II II

c-nh2 c-nh2

H2N CNHCH2CH2N(CH2)3Si(OCH3)3 H2N CNHCH2CH2N (CH2) 3Si (OCH3) 3

o h2n-c=o II I o h2n-c = o II I

h2nc-nh(ch2)n -(ch2)2 -nh(ch2)3Sî(och3)3 h2nc-nh (ch2) n - (ch2) 2 -nh (ch2) 3Sî (och3) 3

polyéthylène-imine - (CH2)3Si(OCH3)3 30 polyethyleneimine - (CH2) 3Si (OCH3) 3 30

polyéthylène-imine-[(CH2)3Si(OCH3)3]2 polyethyleneimine - [(CH2) 3Si (OCH3) 3] 2

H H

O O

CH2—CHSi(OCH3)3 O CH2 — CHSi (OCH3) 3 O

CH3CH2OCNH(CH2)3Si(OC2H5)3 CH3CH2OCNH (CH2) 3Si (OC2H5) 3

O O

N(CH2)3Si(OC2H5)3 N (CH2) 3Si (OC2H5) 3

^>- CH2NHCH2CH2N(CH2)3Si(OCH3)3 HCl ^> - CH2NHCH2CH2N (CH2) 3Si (OCH3) 3 HCl

HOCH2CH2CH2Si(OC2H5)3 HOCH2CH2CH2Si (OC2H5) 3

H2NCH2Si(OC2H5)3 40 H2NCH2Si (OC2H5) 3 40

HOCH2Si(OCH3)3 HOCH2Si (OCH3) 3

H2NCHCH2Si(OC2H5)3 H2NCHCH2Si (OC2H5) 3

CH3 CH3

polyazamide [CH2CH2CH2Si(OCH3)3]i.5 (voir le « polyazamide [CH2CH2CH2Si (OCH3) 3] i.5 (see "

brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3746348 pour une description complète des polyazamides silylés). CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH2CH2OCH3)3 U.S. Patent No. 3,746,348 for a complete description of silylated polyazamides). CH2 = C (CH3) COO (CH2) 3Si (OCH2CH2OCH3) 3

Ci 50 Ci 50

CH2=CH<f %CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3 )s CH2 = CH <f% CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si (OCH3) s

O O

H H

CH2=CH C - NCH2CH2NH(CH2)3Si(OCH3)3 O CH2 = CH C - NCH2CH2NH (CH2) 3Si (OCH3) 3 O

CH2=CHCNH(CH2)3Si(OCH2CH3)3 CH2=CHCH2Si(OCH2CH2OCH3)3 CH2 = C—CH2Si(OCH3)3 CH2 = CHCNH (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3 CH2 = CHCH2Si (OCH2CH2OCH3) 3 CH2 = C — CH2Si (OCH3) 3

CH3 CH3

HSCH2Si(OCH3)3 HSCH2Si(OCH2CH3)3 HSCH2Si (OCH3) 3 HSCH2Si (OCH2CH3) 3

HS—c S-CH2CH2Si(OCH2CH3)3 HS — c S-CH2CH2Si (OCH2CH3) 3

ch2 ch2

ch2 ch2

I I

CH2Si(OCH3)3 CH2Si (OCH3) 3

etc. etc.

Ainsi, la présente invention implique la découverte supplé: mentaire selon laquelle on peut préparer des compositions minérales préformées, traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau et modifiées par des organosilanes, et utiliser ces compositions comme charges dans des composites polymères/charges pour conférer de meilleures propriétés physiques (par exemple un meilleur module en action) au composite finalement produit, même en l'absence de toute quantité supplémentaire d'ingrédients du type agent organosilanique de liaison dans la formulation du composite polymère/charge. L'amélioration mesurable des propriétés du composite de polymère terminé, et que l'on peut attribuer à l'utilisation des charges minérales traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau et modifiées par l'organosilane selon la présente invention, démontre clairement qu'une interaction nette (c'est-à-dire une réponse ou une réaction) se produit entre l'agent silanique de liaison et la charge minérale traitée par le silicate lors de la production de ces charges. Thus, the present invention involves the additional discovery that it is possible to prepare preformed mineral compositions, treated with metal silicate insoluble in water and modified with organosilanes, and to use these compositions as fillers in polymer / filler composites to give better physical properties (for example a better modulus in action) to the composite finally produced, even in the absence of any additional quantity of ingredients of the organosilane binding agent type in the formulation of the polymer / filler composite. The measurable improvement in the properties of the finished polymer composite, which can be attributed to the use of mineral fillers treated with metal silicate insoluble in water and modified with the organosilane according to the present invention, clearly demonstrates that a clear interaction (that is to say a response or a reaction) occurs between the silane binding agent and the mineral filler treated with the silicate during the production of these charges.

Les produits minéraux traités par du silicate de métal et les compositions minérales traitées par du silicate de métal et modifiées par des organosilanes, selon la présente invention, ont un large domaine d'utilité et peuvent servir de charges d'armature ou de renforcement ou de pigments dans n'importe quelle formulation de composites de polymères connus nécessitant généralement une charge ou du pigment, comme des caoutchoucs, des résines thermoplastiques et thermodurcissables, des peintures, des vernis, des encres, etc., de la même façon que les charges minérales classiques et les pigments minéraux ont servi jusqu'à présent. En outre, on confère de meilleures propriétés physiques au composite de polymère terminé lorsque l'on utilise les compositions minérales traitées par du silicate de métal et modifiées par de l'organosilane, selon la présente invention, même en l'absence d'agents organosilaniques supplémentaires The mineral products treated with metal silicate and the mineral compositions treated with metal silicate and modified with organosilanes, according to the present invention, have a wide range of utility and can serve as reinforcing or reinforcing fillers or pigments in any formulation of known polymer composites generally requiring a filler or pigment, such as rubbers, thermoplastic and thermosetting resins, paints, varnishes, inks, etc., in the same way as mineral fillers classics and mineral pigments have been used so far. In addition, better physical properties are imparted to the finished polymer composite when the mineral compositions treated with metal silicate and modified with organosilane according to the present invention are used, even in the absence of organosilane agents. additional

615 896 615,896

8 8

de liaison, ou bien lorsque l'on utilise les produits minéraux traités par du silicate de métal, selon la présente invention, à titre de charges avec des agents silaniques de liaison dans des composites de polymère classique, par exemple des caoutchoucs, des résines, etc. De telles améliorations de propriétés peuvent être nombreuses et variées selon les matières particulières utilisées. Cependant, de tels effets sont habituellement faciles à déterminer et ils se manifestent par des modifications des valeurs des propriétés caractéristiques du composite terminé, qui s'écartent des valeurs des mêmes propriétés présentées en l'absence de tout agent silanique de liaison. Par exemple, dans des composites élastomères et résineux, on voit souvent les effets améliorés attribuables à la présente invention dans le produit composite terminé en termes de sa résistance à des forces de déformation, comme on les exprime couramment par les modules en traction, en compression et de cisaillement, dans une résistance accrue à l'abrasion et dans des diminutions des pertes par hystérésis lors des flexions, et dans d'autres propriétés physiques de ce genre. bonding agent, or else when using the mineral products treated with metal silicate, according to the present invention, as fillers with silanic bonding agents in conventional polymer composites, for example rubbers, resins, etc. Such property improvements can be many and varied depending on the particular materials used. However, such effects are usually easy to determine and are manifested by changes in the values of the characteristic properties of the finished composite, which deviate from the values of the same properties presented in the absence of any silane binding agent. For example, in elastomeric and resinous composites, one often sees the improved effects attributable to the present invention in the finished composite product in terms of its resistance to deformation forces, as they are commonly expressed by the modules in tension, in compression and shear, in increased resistance to abrasion and in decreases in hysteresis losses during bending, and in other such physical properties.

Un autre aspect encore de la présente invention concerne la préparation de compositions polymères à partir de: a) un constituant polymère; b) un agent organosilanique de liaison, et c) à titre de charge, un produit minéral traité par du silicate de métal ; ou bien : a') un constituant polymère, et b') à titre de charge, une composition minérale traitée par du silicate de métal et modifiée par un organosilane, et éventuellement c') un agent organosilanique de liaison. Yet another aspect of the present invention relates to the preparation of polymeric compositions from: a) a polymeric component; b) an organosilane binding agent, and c) as a filler, a mineral product treated with metal silicate; or alternatively: a ') a polymer component, and b') as a filler, a mineral composition treated with metal silicate and modified with an organosilane, and optionally c ') an organosilane binding agent.

On doit comprendre que l'on peut considérer des compositions de composites de polymère, comprenant comme ingrédients essentiels les constituants a), b) et c) définis ci-dessus ou, en variante, a') et b') et éventuellement c') comme pratiquement équivalentes en ce qui concerne le développement de meilleures propriétés à l'état du composite terminé. Cependant, il peut exister une préférence pour assembler des composites de polymère particuliers à partir des constituants précités a), b) et c) plutôt qu'à partir des constituants définis ci-dessus a') et b') et éventuellement c'), et vice versa, selon la composition particulière de composite de polymère terminé que l'on souhaite, selon les possibilités particulières et l'équipement disponible pour l'assemblage du composite, et selon les exigences liées à l'utilisation finale à laquelle on destine le composite. A titre illustra-tif, lorsqu'on doit utiliser une combinaison particulière d'un produit minéral traité par du silicate de métal c) et un agent organosilanique de liaison b) en de grandes quantités totales sur plusieurs sites d'assemblage du composite de polymère, il peut se révéler très efficace et économique de fournir aux divers sites une composition minérale équivalente, traitée par du silicate de métal et modifiée par de l'organosilane. Ainsi, une préférence peut se développer sur la base des facteurs d'efficacité et d'économie. En outre, une préférence peut provenir de facteurs technologiques comme, par exemple, lorsqu'un sous-produit provenant de l'interaction d'un agent organosilanique de liaison b) et d'une charge minérale traitée par un silicate de métal c) est nuisible de façon quelconque ou indésirable; une préférence à base technologique peut alors se développer pour l'autre constituant b'), c'est-à-dire une charge de composition minérale équivalente, traitée par du silicate de métal et modifiée par de l'organosilane. Les experts en ce domaine envisageront facilement d'autres exemples. It should be understood that compositions of polymer composites can be considered, comprising as essential ingredients the constituents a), b) and c) defined above or, alternatively, a ') and b') and optionally c ' ) as practically equivalent with regard to the development of better properties in the state of the finished composite. However, there may be a preference for assembling particular polymer composites from the aforementioned constituents a), b) and c) rather than from the constituents defined above a ') and b') and optionally c ') , and vice versa, depending on the particular composition of the finished polymer composite that is desired, according to the particular possibilities and the equipment available for assembling the composite, and according to the requirements linked to the end use for which it is intended. the composite. By way of illustration, when it is necessary to use a particular combination of an inorganic product treated with metal silicate c) and an organosilane bonding agent b) in large total quantities at several assembly sites of the polymer composite , it can be very effective and economical to provide the various sites with an equivalent mineral composition, treated with metal silicate and modified with organosilane. Thus, a preference can develop based on factors of efficiency and economy. In addition, a preference may arise from technological factors such as, for example, when a by-product originating from the interaction of an organosilane bonding agent b) and a mineral filler treated with a metal silicate c) is harmful in any way or undesirable; a technological preference may then develop for the other constituent b '), that is to say a charge of equivalent mineral composition, treated with metal silicate and modified with organosilane. Experts in this area will readily consider other examples.

Les constituants polymères des nouveaux composites de la présente invention, ainsi que des procédés pour leur préparation, sont bien connus en pratique et ils peuvent comprendre, par exemple, isolément ou en adjonction, n'importe lequel des homo-polymères et copolymères synthétiques de monomères oléfiniques et dioléfiniques comme l'éthylène, le propylène, les butylènes, les méthylpentènes, les styrènes, l'a-méthylstyrène, le chlorure de vinyle, le fluorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, l'acrylo-nitrile, le métacrylonitrile, les esters de l'alcool vinylique, l'acide acrylique et ses esters et amides, l'acide méthacrylique et ses esters et amides, le phtalate d'allyle, le butadiène, l'isoprène, le chloro-prène, l'éthylidènenorbornène, le 1,5-hexadiène, les divinylbenzènes, The polymeric constituents of the new composites of the present invention, as well as methods for their preparation, are well known in the art and can include, for example, alone or in addition, any of the homopolymers and synthetic copolymers of monomers olefinics and diolefins such as ethylene, propylene, butylenes, methylpentenes, styrenes, a-methylstyrene, vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride, acrylonitrile, metacrylonitrile, esters of vinyl alcohol, acrylic acid and its esters and amides, methacrylic acid and its esters and amides, allyl phthalate, butadiene, isoprene, chloroprene, ethylidenenorbornene, 1,5-hexadiene, divinylbenzenes,

etc.; ainsi que des polymères synthétiques de condensation couramment classés comme étant des résines alkydes, des polyesters, des Nylons, des résines phénoliques, des époxydes, des polysulfones, des polysulfures, des polysulfonates, des polysulfonamides, des poly-5 uréthannes, des polyurées, etc., ainsi que des oligomères et polymères provenant de sources animales et végétales comme des esters et des éthers de la cellulose, des triglycérides d'acides gras présentant de l'insaturation carbone-carbone, des caoutchoucs d'hévéa naturel et de ficus, etc. Les polymères préférés sont des polymères io du type caoutchouc et les résines thermoplastiques et thermo-durcissables qui conduisent à des articles classiques comportant ces polymères réticulés. etc .; as well as synthetic condensation polymers commonly classified as alkyd resins, polyesters, Nylons, phenolic resins, epoxies, polysulfones, polysulfides, polysulfonates, polysulfonamides, poly-urethanes, polyureas, etc. ., as well as oligomers and polymers from animal and vegetable sources such as cellulose esters and ethers, fatty acid triglycerides of carbon-carbon unsaturation, natural rubber and ficus rubbers, etc. . The preferred polymers are polymers of the rubber type and thermoplastic and thermosetting resins which lead to conventional articles comprising these crosslinked polymers.

Les agents organosilaniques de liaison, qui font partie des nouveaux composites de la présente invention, ainsi que les procédés 15 pour leur préparation, sont bien connus en pratique, et ces agents comprennent les silanes à groupes organiques fonctionnels définis ci-dessus, ainsi que les produits d'hydrolyse et les produits de condensation de ces silanes, et leurs mélanges. Le rôle d'un agent silanique de liaison, consistant à assurer un pont chimique solide 20 entre une charge pouvant réagir avec les silanes et du polymère que l'on utilise, est bien connu en pratique. Cependant, il est bien entendu surprenant de constater que ce rôle se réalise dans des composites polymère/charge comprenant les constiauants a), b) et c) définis ci-dessus lorsqu'il y a si peu de silicate utilisé dans la formu-25 lation complète du composite de polymère. Il est en outre surprenant que l'on puisse y parvenir dans des composites polymère/charge comprenant les constituants a') et b') définis ci-dessus, qui n'exigent pas la présence, dans la formulation du composite, d'une quantité supplémentaire quelconque d'agent organosilanique de liaison c'), 30 bien que l'on puisse, bien entendu, utiliser si on le désire un tel ingrédient facultatif c'). On doit bien entendu comprendre que, pour une action efficace de liaison dans un composite particulier polymère/charge, il est nécessaire de choisir l'agent organosilanique de liaison approprié, c'est-à-dire un agent qui peut réagir de façon 35 convenable avec le constituant polymère et avec le constituant charge dans le cas de chaque composite particulier polymère/charge que l'on considère. Ainsi, il peut y avoir plus d'un agent silanique de liaison approprié à un composite de polymère particulier, mais un agent silanique de liaison donné peut ne pas être approprié à tous 40 les composites du polymère. Le choix de l'agent silanique de liaison que l'on préférera le plus dans le cas d'un composite de polymère particulier quelconque entre bien dans le domaine d'une expérimentation de routine. Organosilane binding agents, which form part of the new composites of the present invention, as well as the methods for their preparation, are well known in the art, and these agents include the silanes containing functional organic groups defined above, as well as the hydrolysis products and the condensation products of these silanes, and mixtures thereof. The role of a silane bonding agent, of providing a solid chemical bridge between a filler which can react with the silanes and of the polymer which is used, is well known in practice. However, it is of course surprising to note that this role is achieved in polymer / filler composites comprising the constituents a), b) and c) defined above when there is so little silicate used in the form 25 complete lation of the polymer composite. It is also surprising that this can be achieved in polymer / filler composites comprising the constituents a ') and b') defined above, which do not require the presence, in the formulation of the composite, of a any additional amount of organosilane binding agent c '), although such optional ingredient c') can, of course, be used if desired. It should of course be understood that for effective binding action in a particular polymer / filler composite it is necessary to choose the appropriate organosilane binding agent, i.e. an agent which can react suitably with the polymer component and with the filler component in the case of each particular polymer / filler composite that is considered. Thus, there may be more than one silane bonding agent suitable for a particular polymer composite, but a given silane bonding agent may not be suitable for all composites of the polymer. The choice of the most preferred silane bonding agent in the case of any particular polymer composite is well within the domain of routine experimentation.

Bien entendu, la charge faisant partie des nouvelles composi-45 tions de composites de polymère de la présente invention comprend les produits minéraux traités par du silicate de métal (constituant c) défini ci-dessus) de la présente invention, selon la définition donnée ci-dessus, et les compositions minérales traitées par du silicate de métal et modifiées par de l'organosilane (constituant b') défini so ci-dessus), de la présente invention, selon la définition donnée ci-dessus. Of course, the filler forming part of the new compositions of polymer composites of the present invention comprises the mineral products treated with metal silicate (component c) defined above) of the present invention, according to the definition given above. above, and the mineral compositions treated with metal silicate and modified with organosilane (constituent b ′) defined so above), of the present invention, according to the definition given above.

La façon particulière d'effectuer le mélange et la finition des compositions de composites de polymère de la présente invention, ainsi que les diverses quantités des ingrédients que l'on utilise, ne 55 sont pas fondamentales, car cela est classiquement connu et dépend tout simplement du composite de polymère terminé particulier que l'on désire obtenir ainsi que de l'utilisation finale à laquelle on destine ce composite; et l'on peut conduire des opérations classiques comme la formation du mélange, la réticulation, le séchage, etc., de 60 la même façon connue que celle utilisée jusqu'à présent pour des composites de polymère classiques contenant des charges siliceuses. En général, la quantité de l'agent organosilanique de liaison b) que l'on utilise avec une charge minérale traitée par du silicate de métal c) se situera normalement entre environ 0,1 et 10 parties en poids pour 65 100 parties en poids de la charge minérale traitée par du silicate de métal que l'on utilise, bien que l'on puisse utiliser des quantités plus fortes ou plus faibles si cela est souhaitable. Bien entendu, la quantité de la charge minérale traitée par du silicate de métal The particular manner of effecting the mixing and finishing of the polymer composite compositions of the present invention, as well as the various amounts of the ingredients that are used, are not fundamental, as this is conventionally known and simply depends the particular finished polymer composite that is to be obtained as well as the end use for which this composite is intended; and conventional operations such as mixing, crosslinking, drying, etc. can be carried out in the same known manner as that used hitherto for conventional polymer composites containing siliceous fillers. In general, the amount of the organosilane bonding agent b) which is used with an inorganic filler treated with metal silicate c) will normally be between approximately 0.1 and 10 parts by weight per 65 100 parts by weight of the mineral filler treated with metal silicate which is used, although higher or lower quantities can be used if this is desirable. Of course, the quantity of the mineral filler treated with metal silicate

9 9

615 896 615,896

[constituant c)] ou la quantité de la composition de charge minérale traitée par du silicate de métal et modifiée par de l'organisilane [constituant b')] que l'on utilise dans un composite donné peut se situer entre une valeur aussi faible que 0,1 partie en poids et une valeur aussi élevée que 300 parties en poids ou davantage, pour 100 parties en poids du polymère que l'on utilise, car cela dépend tout simplement du produit final souhaité et de son utilisation. Bien entendu, la quantité de l'agent organosilanique de liaison que l'on utilise éventuellement c') peut se situer entre une proportion nulle et 10 parties en poids ou davantage pour 100 parties en poids du polymère que l'on utilise. [component c)] or the amount of the mineral filler composition treated with metal silicate and modified with organisilane [component b ')] which is used in a given composite can be between such a low value as 0.1 part by weight and a value as high as 300 parts by weight or more, per 100 parts by weight of the polymer that is used, because it simply depends on the desired end product and its use. Of course, the amount of the organosilane bonding agent which is optionally used c ′) can be between a proportion of zero and 10 parts by weight or more per 100 parts by weight of the polymer which is used.

On doit comprendre qu'en plus des constituants essentiels décrits ci-dessus, les nouvelles compositions de composites polymères/charges de la présente invention peuvent également contenir, selon les désirs, divers autres ingrédients auxiliaires classiques comme des agents de ramollissement, de plastification et de pepti-sation, des agents de lubrification, des charges particulaires et fibreuses classiques, des colorants et pigments pour la coloration, des agents antioxygène et antiozone, des agents de protection contre l'ultraviolet, des agents modifiant l'odeur, des agents de protection contre la décomposition thermique, des agents de réticulation, des agents d'accélération de la vitesse de maturation ou de durcissement et des agents d'activation, etc. Bien entendu, la multitude des diverses applications classiques des articles composites terminés est bien connue des experts en ce domaine. It should be understood that in addition to the essential constituents described above, the new polymer / filler composite compositions of the present invention may also contain, as desired, various other conventional auxiliary ingredients such as softeners, plasticizers and peptization, lubrication agents, conventional particulate and fibrous fillers, dyes and pigments for coloring, antioxidant and anti-zone agents, ultraviolet protection agents, odor modifiers, protection agents against thermal decomposition, crosslinking agents, agents for accelerating the rate of maturation or hardening and activating agents, etc. Of course, the multitude of various conventional applications of finished composite articles is well known to experts in this field.

Les exemples suivants sont destinés à illustrer la présente invention et ne doivent nullement être considérés comme la limitant. On doit comprendre que toutes les parties, tous les pourcentages et toutes les proportions que l'on indique ici sont en poids, sauf indication contraire. Le module de traction se définit comme la contrainte de traction, en kilogrammes par centimètre carré de section d'origine, nécessaire pour produire un allongement donné d'un échantillon de composite, et il s'agit habituellement d'un allongement de 300% par rapport à la longueur de l'échantillon non soumis à une telle contrainte. The following examples are intended to illustrate the present invention and should in no way be taken to limit it. It should be understood that all of the parts, percentages and proportions shown herein are by weight, unless otherwise indicated. The tensile modulus is defined as the tensile stress, in kilograms per square centimeter of original section, necessary to produce a given elongation of a composite sample, and it is usually an elongation of 300% by relative to the length of the sample not subjected to such a constraint.

Exemple 1 Example 1

On ajoute 500 parties de carbonate de calcium broyé humide (minerai de calcite, Atomite, 2,5 |i; Thomson-Weinman Co.) à 2000 parties d'eau soumise à une agitation rapide à la température ambiante (23° C) pour former une suspension fluide. A cette suspension soumise à agitation, on ajoute ensuite200 parties d'une solution aqueuse à 10% en poids de métasilicate de sodium nonahydraté (Na2Si03-9H20), puis l'on ajoute goutte à goutte, en une période de 20 mn, 78,1 parties d'une solution aqueuse à 10% en poids de chlorure de calcium anhydre (CaCl2) afin de fournir 1,64 partie de silicate de calcium pour 100 parties du carbonate de calcium introduit. On laisse ensuite reposer le mélange jusqu'à dépôt des solides et l'on enlève par siphonnage la couche aqueuse supérieure. On lave deux fois les solides, chaque fois en ajoutant 1000 parties d'eau, en agitant, en laissant déposer et en enlevant par siphonnage la couche supérieure. Pour contribuer au séchage, on lave ensuite les solides en leur ajoutant 1000 parties d'acétone, en agitant, en laissant le dépôt s'effectuer et en enlevant par siphonnage la couche supérieure. On filtre ensuite les solides et on les sèche dans une étuve à 150°C, sous une pression correspondant à 2 mm de mercure, durant 4 h. On pulvérise les solides ainsi séchés afin de produire 492 parties du carbonate de calcium minéral, traité par du silicate de calcium, insoluble dans l'eau, voulu, et que l'on soumet à une analyse d'identification indiquant que ce carbonate contient 1,27 partie de silicate de calcium (sous forme de CaSi03) pour 100 parties du produit. 500 parts of wet ground calcium carbonate (calcite ore, Atomite, 2.5 µl; Thomson-Weinman Co.) are added to 2000 parts of water which is stirred rapidly at room temperature (23 ° C) to form a fluid suspension. To this suspension subjected to stirring, 200 parts of a 10% by weight aqueous solution of sodium metasilicate nonahydrate (Na2Si03-9H20) are then added, then added dropwise, over a period of 20 min, 78, 1 parts of an aqueous solution at 10% by weight of anhydrous calcium chloride (CaCl2) in order to provide 1.64 parts of calcium silicate per 100 parts of the calcium carbonate introduced. The mixture is then left to stand until the solids are deposited and the upper aqueous layer is removed by siphoning. The solids are washed twice, each time adding 1000 parts of water, stirring, letting it settle and removing the upper layer by siphoning. To contribute to drying, the solids are then washed by adding 1000 parts of acetone to them, stirring, letting the deposit take place and removing the upper layer by siphoning. The solids are then filtered and dried in an oven at 150 ° C, under a pressure corresponding to 2 mm of mercury, for 4 h. The solids thus dried are pulverized to produce 492 parts of the mineral calcium carbonate, treated with calcium silicate, insoluble in water, which is subjected to an identification analysis indicating that this carbonate contains 1 , 27 parts of calcium silicate (in the form of CaSi03) per 100 parts of the product.

Exemple 2 Example 2

Le présent exemple illustre la préparation d'une charge de carbonate traitée par le silicate de calcium, lorsque l'on utilise une base (NaOH) pour obtenir un silicate de calcium présentant, lors de son introduction, un rapport Ca0/Si02 de 3/1. The present example illustrates the preparation of a carbonate filler treated with calcium silicate, when a base (NaOH) is used to obtain a calcium silicate having, during its introduction, a Ca0 / SiO2 ratio of 3 / 1.

On ajoute 750 parties de carbonate de calcium broyé humide (calcite Atomite, 2,5 p.; Thomson-Weiman Co.) à 3000 parties d'eau pour former une suspension fluide. A la suspension soumise à agitation, on ajoute 152,2 parties d'une solution aqueuse à 10% de métasilicate de sodium nonahydraté et 85,8 parties d'une solution aqueuse à 10% d'hydroxyde de sodium, puis l'on ajoute goutte à goutte en 20 mn 178,5 parties d'une solution aqueuse à 10% en poids de chlorure de calcium anhydre pour fournir 1,63 partie de silicate de calcium (ayant, lors de son introduction, un taux ou rapport Ca0/Si02 de 3/1) pour 100 parties de carbonate de calcium minéral. On laisse ensuite le mélange reposer jusqu'à dépôt des solides et l'on enlève par siphonnage la couche aqueuse supérieure. On sépare les solices par filtration et on les lave à l'eau sur le filtre. On sèche les solides ainsi lavés à la température ambiante durant 16 h, puis on les sèche en étuve durant 24 h à 110°C. 750 parts of wet ground calcium carbonate (Atomite calcite, 2.5 p .; Thomson-Weiman Co.) are added to 3000 parts of water to form a fluid suspension. To the stirred suspension is added 152.2 parts of a 10% aqueous solution of sodium metasilicate nonahydrate and 85.8 parts of a 10% aqueous solution of sodium hydroxide, then added drop by drop in 20 min 178.5 parts of an aqueous solution at 10% by weight of anhydrous calcium chloride to provide 1.63 part of calcium silicate (having, during its introduction, a Ca0 / Si02 rate or ratio 3/1) per 100 parts of mineral calcium carbonate. The mixture is then left to stand until the solids are deposited and the upper aqueous layer is removed by siphoning. The solices are separated by filtration and washed with water on the filter. The solids thus washed are dried at room temperature for 16 h, then they are dried in an oven for 24 h at 110 ° C.

Exemple 3 Example 3

Le présent exemple illustre la préaration d'une charge de carbonate traitée par du silicate de calcium, au cours de laquelle on utilise un acide (HCl) pour fournir un silicate de calcium ayant lors de son introduction, un rapport ou taux de Ca0/Si02 de 1/3. The present example illustrates the preparation of a carbonate filler treated with calcium silicate, during which an acid (HCl) is used to provide a calcium silicate having, when introduced, a Ca0 / SiO2 ratio or level 1/3.

On ajoute 750 parties de carbonate de calcium broyé humide (calcite Atomite ; 2,5 |x ; Thomson-Weinman Co.) à 3000parties d'eau pour former une suspension fluide. On ajoute à la suspension, soumise à agitation, 441,3 parties d'une solution aqueuse à 10% en poids de métasilicate de sodium nonahydraté, puis l'on ajoute goutte à goutte, en 20 mn, un mélange de 57,5 parties d'une solution aqueuse à 10% en poids de chlorure de calcium anhydre avec 75,6 parties d'une solution aqueuse à 10% en poids d'acide chlorhydrique pour fournir 1,63 partie de silicate de calcium, présentant, lors de son introduction, un rapport ou taux Ca0/Si02 de 1/3 pour 100 parties de carbonate de calcium minéral. On travaille ensuite le mélange, on le lave et le sèche selon le mode opératoire de l'exemple 2. 750 parts of wet ground calcium carbonate (Atomite calcite; 2.5 | x; Thomson-Weinman Co.) are added to 3000 parts of water to form a fluid suspension. 441.3 parts of a 10% by weight aqueous solution of sodium metasilicate nonahydrate are added to the suspension, which is stirred, then a mixture of 57.5 parts is added dropwise over 20 minutes. of an aqueous solution at 10% by weight of anhydrous calcium chloride with 75.6 parts of an aqueous solution at 10% by weight of hydrochloric acid to provide 1.63 part of calcium silicate, having, during its introduction, a Ca0 / Si02 ratio or rate of 1/3 per 100 parts of mineral calcium carbonate. The mixture is then worked, washed and dried according to the procedure of Example 2.

Exemple 4 Example 4

Le présent exemple montre l'effet du traitement d'une charge de carbonate de calcium par du silicate de calcium insoluble dans l'eau sur l'action d'un agent silanique de liaison dans un composite de caoutchouc vulcanisé au soufre. The present example shows the effect of the treatment of a charge of calcium carbonate with calcium silicate insoluble in water on the action of a silane bonding agent in a rubber compound vulcanized with sulfur.

On prépare une série de composites de caoutchouc vulcanisés au soufre en utilisant la formulation suivante du composite dans laquelle on fait varier, comme indiqué au tableau 1, la nature de la charge minérale particulière et la quantité du silane que l'on utilise. A series of sulfur vulcanized rubber composites is prepared using the following formulation of the composite in which the nature of the particular mineral filler and the amount of silane used are varied, as indicated in Table 1.

Formulation du composé Parties en poids Formulation of the compound Parts by weight

Caoutchouc naturel1 50 Natural rubber1 50

Caoutchouc de styrène/butadiène2 50 Styrene / butadiene rubber2 50

Charge minérale 100 Mineral filler 100

Agent silanique de liaison 3 comme indiqué Silane binding agent 3 as indicated

Acide stéarique 1 Stearic acid 1

Oxyde de zinc 4 Zinc oxide 4

Soufre 2 Sulfur 2

NCBS4 1 NCBS4 1

DPG5 0,3 DPG5 0.3

1 Feuille fumée N° 1. 1 Smoked leaf N ° 1.

2 Caoutchouc de butadiène/styrène SBR 1710. 2 Butadiene / styrene rubber SBR 1710.

3 3-Mercaptopropyltriméthoxysilane. 3 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane.

* N-Cyclohexylbenzothiazolesulfénamide. * N-Cyclohexylbenzothiazolesulfenamide.

5 Diphénylguanidine. 5 Diphenylguanidine.

On prépare tous les composites de caoutchouc vulcanisés au soufre en opérant de la même façon, comme suit: All the rubber compounds vulcanized with sulfur are prepared by operating in the same way, as follows:

On introduit les polymères de caoutchouc vulcanisable dans un broyeur à caoutchouc à deux rouleaux, refroidi par de l'eau, on y forme une bande et l'on broie jusqu'à obtention d'un produit lisse et plastique. On ajoute la charge minérale à la bande de polymère et, The vulcanizable rubber polymers are introduced into a rubber roller mill with two rollers, cooled by water, a strip is formed there and milled until a smooth and plastic product is obtained. The mineral filler is added to the polymer strip and,

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

615896 615896

10 10

lorsqu'on l'utilise, on ajoute goutte à goutte l'agent silanique de liaison en même temps que la charge minérale. Après obtention d'un mélange intime du polymère, de la charge et du silane, on ajoute les agents de vulcanisation, les accélérateurs et d'autres ingrédients auxiliaires, et l'on broie le mélange jusqu'à obtention d'une dispersion intime. On conserve le mélange à la température et à la pression ambiantes pendant 16 h au minimum, puis l'on broie à nouveau jusqu'à obtention d'un produit lisse et plastique. Sur le mélange broyé à nouveau, on découpe des feuilles préformées par moulage et on les vulcanise sous une pression d'environ 70 bars à une température élevée d'environ 160° C. Après 16 h au minimum de repos dans les conditions ambiantes, on mesure les propriétés physiques des composites de caoutchouc vulcanisés au soufre et on les note au tableau 1. when used, the silane binding agent is added dropwise at the same time as the mineral filler. After obtaining an intimate mixture of the polymer, the filler and the silane, the vulcanizing agents, the accelerators and other auxiliary ingredients are added, and the mixture is ground until an intimate dispersion is obtained. The mixture is kept at ambient temperature and pressure for at least 16 hours, then it is ground again until a smooth and plastic product is obtained. Pre-formed sheets are cut from the re-ground mixture by molding and vulcanized under a pressure of approximately 70 bars at an elevated temperature of approximately 160 ° C. After a minimum of 16 hours of rest under ambient conditions, measures the physical properties of sulfur vulcanized rubber composites and is noted in Table 1.

Au tableau 1, la charge A représente l'utilisation d'un carbonate de calcium broyé humide, du commerce, non traité (calcite Atomite, 2,5 |i; Thomson-Weinman Co.). La charge B représente l'utilisation de la même charge minérale de carbonate de calcium 5 non traitée du commerce, mais après sa mise en suspension dans de l'eau, son lavage et son séchage de la façon indiquée dans l'exemple 1 ci-dessus. La charge C représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, qui a été préparée en utilisant les mêmes ingrédients et io les mêmes procédés que ceux décrits dans l'exemple 1 ci-dessus, sauf que l'on fait varier, comme indiqué au tableau 1, le nombre de parties en poids du silicate de calcium insoluble dans l'eau et précipité pour 100 parties en poids du carbonate de calcium introduit dans la suspension aqueuse. In Table 1, charge A represents the use of a wet ground commercial carbonate, untreated, (Atomite calcite, 2.5 | i; Thomson-Weinman Co.). The feed B represents the use of the same mineral filler of calcium carbonate 5 not treated commercially, but after its suspension in water, its washing and its drying as indicated in Example 1 above above. Filler C represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with water-insoluble calcium silicate, which was prepared using the same ingredients and the same methods as those described in Example 1 above, except that the number of parts by weight of the water-insoluble calcium silicate and precipitated per 100 parts by weight of the calcium carbonate introduced into the aqueous suspension is varied, as indicated in Table 1.

Tableau 1 : Table 1:

Propriétés des composites vulcanisés Properties of vulcanized composites

Essai Charge1 Silane2 Charge1 Silane2 test

N° (parties) (parties) N ° (parts) (parts)

Module à Résistance à la Resistance Module

300% de traction traction (kg/cm2) (kg/cm2) 300% of traction traction (kg / cm2) (kg / cm2)

Allongement à Durée la rupture (Shore A) Elongation at Break Time (Shore A)

(%) (%)

1 1

A AT

Néant None

22,75 22.75

91 91

600 600

45 45

2 2

A AT

0,5 0.5

22,75 22.75

85,75 85.75

575 575

45 45

3 3

B B

Néant None

24,5 24.5

115,5 115.5

625 625

45 45

4 4

B B

0,5 0.5

26,25 26.25

127,75 127.75

650 650

45 45

5 5

C (0,4) C (0.4)

Néant None

22,75 22.75

131,25 131.25

650 650

45 45

6 6

C (0,4) C (0.4)

0,5 0.5

31,5 31.5

140 140

650 650

50 50

7 7

C (1,6) C (1.6)

Néant None

26,25 26.25

138,25 138.25

650 650

50 50

8 8

C (1,6) C (1.6)

0,5 0.5

49 49

127,75 127.75

650 650

50 50

9 9

C (3,3) C (3.3)

Néant None

21 21

134,75 134.75

650 650

45 45

10 10

C (3,3) C (3.3)

0,5 0.5

17,25 17.25

136,5 136.5

575 575

50 50

1 Nombre de parties de silicate de calcium, insoluble dans l'eau et précipité, servant à traiter 100 parties de carbonate de calcium, matière minérale de départ introduite dans la suspension. 1 Number of parts of calcium silicate, insoluble in water and precipitated, used to treat 100 parts of calcium carbonate, starting mineral material introduced into the suspension.

2 Nombre de parties de 3-mercaptopropyltriméthoxysilane utilisé pour 100 parties de charge utilisée. 2 Number of parts of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane used per 100 parts of filler used.

Les essais N°s 1 et 2 montrent que le carbonate de calcium non traité, que l'on utilise comme charge minérale, ne répond pas à l'action de l'agent silanique de liaison. Par exemple, il n'y a pas d'amélioration du résultat de l'essai de détermination du module de traction. Les essais Nos 3 et 4 montrent qu'un lavage par mise en suspension aqueuse et un séchage du carbonate de calcium non traité que l'on utilise comme charge minérale n'influent pas sur la réponse des charges à l'action de l'agent silanique de liaison. Les essais N°s 5, 7 et 9 montrent que, lorsqu'on utilise le carbonate de calcium, traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, comme charge minérale utilisée seule, c'est-à-dire sans l'agent silanique de liaison, on n'observe aucun effet sur les propriétés de module de traction de l'article composite durci ou vulcanisé. Les essais Nos 6, 8 et 10 illustrent la présente invention et ils montrent que le carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau et qui constitue la charge minérale selon la présente invention répond, bien entendu, à l'action de l'agent silanique de liaison comme le montrent des améliorations importantes du module de traction de l'article composite durci ou vulcanisé, lorsqu'on utilise ce carbonate traité par du silicate comme charge minérale avec l'agent silanique de liaison. Tests Nos. 1 and 2 show that the untreated calcium carbonate, which is used as mineral filler, does not respond to the action of the silane binding agent. For example, there is no improvement in the result of the traction modulus test. Tests Nos 3 and 4 show that washing by aqueous suspension and drying the untreated calcium carbonate which is used as mineral filler does not influence the response of the charges to the action of the agent binding silane. Tests Nos. 5, 7 and 9 show that, when using calcium carbonate, treated with calcium silicate insoluble in water, as mineral filler used alone, that is to say without silane bonding agent, no effect is observed on the tensile modulus properties of the cured or vulcanized composite article. Tests Nos 6, 8 and 10 illustrate the present invention and they show that the calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water and which constitutes the mineral filler according to the present invention, of course, responds to the action of the silane bonding agent as shown by significant improvements in the tensile modulus of the cured or vulcanized composite article, when this carbonate treated with silicate is used as mineral filler with the silane bonding agent.

On peut obtenir des résultats semblables améliorés, par exemple en incorporant, en des quantités appropriées, le carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau (charge minérale préparée comme dans l'exemple 1) avec un agent silanique approprié de liaison dans d'autres types classiques de composites de polymères, comme des composites de résines thermoplastiques, par exemple du polyéthylène, du chlorure de polyvinyle, de l'éthylène/ acétate de vinyle, etc. Similar improved results can be obtained, for example by incorporating, in appropriate amounts, calcium carbonate treated with water-insoluble calcium silicate (mineral filler prepared as in Example 1) with a suitable silane agent. bonding in other conventional types of polymer composites, such as thermoplastic resin composites, for example polyethylene, polyvinyl chloride, ethylene / vinyl acetate, etc.

40 Exemple 5 40 Example 5

Le présent exemple montre la réponse des charges minérales de la présente invention, du type carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, à l'action des agents silaniques de liaison, en comparaison de mélanges physiques de charges de silicate de calcium et de carbonate de calcium. The present example shows the response of the mineral fillers of the present invention, of the calcium carbonate type treated with calcium silicate insoluble in water, to the action of silane binding agents, in comparison with physical mixtures of silicate fillers of calcium and calcium carbonate.

On prépare une série de composites de caoutchouc vulcanisés au soufre, en utilisant la même formulation de composite et le même mode opératoire que ce qui est indiqué dans l'exemple 4, et en utilisant la formulation suivante: A series of sulfur-vulcanized rubber composites is prepared, using the same composite formulation and the same procedure as that indicated in Example 4, and using the following formulation:

Formulation du composite Parties en poids Composite formulation Parts by weight

Caoutchouc naturel1 50 Natural rubber1 50

55 Caoutchouc de styrène/butadiène2 50 55 Styrene / butadiene rubber2 50

Charge minérale 50 Mineral filler 50

Agent silanique de liaison comme indiqué Silanic bonding agent as indicated

Acide stéarique 1,5 Stearic acid 1.5

Oxyde de zinc 6 Zinc oxide 6

60 Soufre 2 60 Sulfur 2

NCBS4 1,1 NCBS4 1.1

DPG5 0,7 DPG5 0.7

1 Feuille fumée N° 1. 1 Smoked leaf N ° 1.

65 2 Caoutchouc de butadiène/styrène SBR 1710. 65 2 Butadiene rubber / styrene SBR 1710.

3 3-Mercaptopropyltriméthoxysilane. 3 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane.

4 N-Cyclohexylbenzothiazolesulfénamide. 4 N-Cyclohexylbenzothiazolesulfenamide.

5 Diphénylguanidine. 5 Diphenylguanidine.

11 11

615 896 615,896

Dans cette formulation, on fait varier comme indiqué au tableau 2 la nature de la charge minérale particulière et la quantité de silane que l'on utilise. In this formulation, the nature of the particular mineral filler and the amount of silane that is used are varied as indicated in Table 2.

Au tableau 2, aux essais N°s 1 à 11, on utilise la même formulation de composite que celle indiquée dans l'exemple 4, cependant qu'aux essais N°s 12 à 15 on utilise la formulation de composite indiquée ci-dessus dans le présent exemple 5; la charge A représente l'utilisation d'un carbonate de calcium broyé mouillé et non traité (calcite Atomite; 2,5 p.; Thomson-Weinman Co.); la charge B représente un mélange, opéré à sec, de la charge A et d'un silicate de calcium synthétique précipité (Silene EF, Pittsburg Plate Glass Industries); la charge C représente une suspension aqueuse de la charge B; la charge D représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, qui a été préparée en utilisant les mêmes ingrédients et le même procédé que ce qui est décrit dans l'exemple 1, sauf que l'on a précipité 1,57 et 3,1 parties en poids de silicate de calcium insoluble dans l'eau et qu'on les a utilisés pour 100 parties en poids de carbonate de calcium minéral introduit dans la suspension aqueuse; la charge E représente l'utilisation d'un mélange, opéré à sec, d'un carbonate de calcium synthétique précipité (Multifex 1DX; 0,05 p.; Diamond-Shamrock Corp.) et d'un silicate de calcium synthétique précipité (Silene EF, Pittsburgh Plate Glass Ind.); et la charge F représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par le silicate de calcium insoluble dans l'eau, qui a été préparée en utilisant les mêmes ingrédients et le même procédé que ce qui est décrit dans l'exemple 1, sauf que le carbonate de calcium, matière minérale de départ que l'on utilise, est du carbonate de calcium synthétique précipité (Multifex 1DX; 0,05 p; Diamond-Shamrock Corp.), et que l'on précipite et utilise 1,5 partie en poids de silicate de calcium insoluble dans l'eau pour 100 parties en poids du carbonate de calcium introduit dans la suspension aqueuse. Le tableau 2 indique également le nombre de parties en poids du 3-mercaptopropyltriméthoxysilane que l'on utilise comme agent de liaison pour 100 parties en poids de la charge utilisée, ainsi que le nombre de parties en poids de silicate de calcium que l'on utilise pour 100 parties en poids du carbonate de calcium minéral utilisé. In Table 2, in tests Nos. 1 to 11, the same composite formulation is used as that indicated in Example 4, while in tests No. 12 to 15, the composite formulation indicated above is used. in this example 5; charge A represents the use of a wet and untreated ground calcium carbonate (Atomite calcite; 2.5 p .; Thomson-Weinman Co.); filler B represents a mixture, operated dry, of filler A and of a precipitated synthetic calcium silicate (Silene EF, Pittsburg Plate Glass Industries); the filler C represents an aqueous suspension of the filler B; Filler D represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, which was prepared using the same ingredients and the same process as that described in the example 1, except that 1.57 and 3.1 parts by weight of water-insoluble calcium silicate were precipitated and used for 100 parts by weight of mineral calcium carbonate introduced into the aqueous suspension ; load E represents the use of a mixture, operated dry, of a precipitated synthetic calcium carbonate (Multifex 1DX; 0.05 p .; Diamond-Shamrock Corp.) and of a precipitated synthetic calcium silicate ( Silene EF, Pittsburgh Plate Glass Ind.); and the filler F represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with water-insoluble calcium silicate, which was prepared using the same ingredients and the same process as that described in the Example 1, except that the calcium carbonate, the starting mineral material that is used, is precipitated synthetic calcium carbonate (Multifex 1DX; 0.05 p; Diamond-Shamrock Corp.), and that is precipitated and uses 1.5 parts by weight of calcium silicate insoluble in water per 100 parts by weight of calcium carbonate introduced into the aqueous suspension. Table 2 also indicates the number of parts by weight of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane which is used as a bonding agent per 100 parts by weight of the filler used, as well as the number of parts by weight of calcium silicate which is used. uses per 100 parts by weight of the mineral calcium carbonate used.

Tableau 2 Table 2

Essai Charge Silicate de Silane Module à Silane Module Silicate Charge Test at

N° calcium (parties en 300% de N ° calcium (parts in 300% of

(parties en poids) traction du poids) composite vulcanisé (kg/cm2) (parts by weight) traction by weight) vulcanized composite (kg / cm2)

1 1

A AT

0 0

0,0 0.0

22,75 22.75

2 2

A AT

0 0

0,5 0.5

21 21

3 3

B B

1,25 1.25

0,0 0.0

24,5 24.5

4 4

B B

1,25 1.25

0,5 0.5

26,25 26.25

5 5

C VS

1,25 1.25

0,0 0.0

24,5 24.5

6 6

C VS

1,25 1.25

0,5 0.5

22,75 22.75

7 7

D D

1,57 1.57

0,0 0.0

26,25 26.25

8 8

D D

1,57 1.57

0,5 0.5

49 49

9 9

A AT

0 0

1,5 1.5

33,25 33.25

10 10

B B

3,0 3.0

1,5 1.5

40,25 40.25

11 11

D D

3,0 3.0

1,5 1.5

70 70

12 12

3 3

1,5 1.5

0,0 0.0

35 35

13 13

E E

1,5 1.5

1,5 1.5

- 40,25 - 40.25

14 14

F F

1,5 1.5

0,0 0.0

36,75 36.75

15 15

F F

1,5 1.5

1,5 1.5

71,75 71.75

Les essais Nos 1 et 2 montrent que la charge minérale de carbonate de calcium non traitée que l'on utilise ne répond pas à l'action de l'agent silanique de liaison et qu'il n'y a aucune amélioration dans l'essai de détermination du module de traction, même lorsqu'on utilise cette charge avec le silane. Les essais Nœ 3, 4, 5 et 6 montrent que des mélanges physiques de carbonate de calcium et de silicate de calcium, obtenus par des procédés par voie sèche (essais Nos 3 et 4) ou par voie humide (essais N°s 5 et 6) sont également inertes à l'égard de l'agent silanique de liaison. Les essais Nos 7 et 8 illustrent la présente invention et montrent que la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, selon la présente invention, lorsqu'on l'utilise avec l'agent silanique de liaison, répond bien entendu à l'action du silane, comme le montre une amélioration importante du module de traction du composite durci ou vulcanisé. Une comparaison des essais N°s 9 à 11 montre à nouveau que la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau selon la présente invention (essai N° 11) peut répondre à l'action du silane et que l'amélioration du module de traction n'est pas due à la simple présence du silicate de calcium. Les essais N°s 12 à 15 montrent également les mêmes effets pour des charges de la présente invention (essais Nos 14 et 15) lorsqu'il y a une base de carbonate de calcium synthétique ayant une plus grande surface spécifique de contact. Tests Nos 1 and 2 show that the mineral filler of untreated calcium carbonate which is used does not respond to the action of the silane binding agent and that there is no improvement in the test determining the tensile modulus, even when this load is used with the silane. Tests No 3, 4, 5 and 6 show that physical mixtures of calcium carbonate and calcium silicate, obtained by dry processes (tests Nos 3 and 4) or by wet processes (tests No 5 and 6) are also inert towards the silane binding agent. Tests Nos. 7 and 8 illustrate the present invention and show that the mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, according to the present invention, when it is used with the silane binding agent , of course responds to the action of silane, as shown by a significant improvement in the tensile modulus of the hardened or vulcanized composite. A comparison of tests No 9 to 11 again shows that the mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water according to the present invention (test No 11) can respond to the action of silane and that the improvement in the tensile modulus is not due to the simple presence of calcium silicate. Tests Nos. 12 to 15 also show the same effects for fillers of the present invention (tests Nos 14 and 15) when there is a base of synthetic calcium carbonate having a greater specific contact surface.

Exemple 6 Example 6

Le présent exemple montre l'effet du temps écoulé entre la formation d'un silicate de métal insoluble dans l'eau et sa mise en contact avec une charge minérale sur la possibilité de la matière minérale, traitée par du silicate de métal insoluble dans l'eau, de répondre à l'action d'un agent organosilanique de liaison. The present example shows the effect of the time elapsed between the formation of a metal silicate insoluble in water and its contacting with a mineral filler on the possibility of the mineral material, treated with silicate of metal insoluble in l water, to respond to the action of an organosilane binding agent.

On prépare selon le mode opératoire de l'exemple 4 une série de composites de caoutchouc vulcanisés au soufre, en utilisant la formulation suivante pour le composite: A series of sulfur-vulcanized rubber composites is prepared according to the procedure of Example 4, using the following formulation for the composite:

Formulation du composite Parties en poids Composite formulation Parts by weight

Caoutchouc naturel1 50 Natural rubber1 50

Caoutchouc de styrène/butadiène2 50 Styrene / butadiene rubber2 50

Charge minérale 100 Mineral filler 100

Silane3 variable Variable Silane3

Acide stéarique 1,5 Stearic acid 1.5

Oxyde de zinc 6 Zinc oxide 6

Soufre 2 Sulfur 2

NCBS4 1,1 NCBS4 1.1

DPG5 0,7 DPG5 0.7

1 Feuille fumée N° 1. 1 Smoked leaf N ° 1.

2 Caoutchouc de butadiène/styrène SBR 1710. 2 Butadiene / styrene rubber SBR 1710.

3 3-Mercaptopropyltriméthoxysilane. 3 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane.

4 N-Cyclohexylbenzothiazolesulfénamide. 4 N-Cyclohexylbenzothiazolesulfenamide.

5 Diphénylguanidine. 5 Diphenylguanidine.

Le tableau 3 indique les propriétés des articles en caoutchouc vulcanisé au soufre pour les composites durcis ou vulcanisés. Dans ce tableau 3, la charge A représente l'utilisation d'une charge de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, que l'on produit en utilisant les mêmes ingrédients, les mêmes quantités et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, c'est-à-dire que l'on précipite le silicate de calcium insoluble dans l'eau en présence de la charge de carbonate de calcium; la charge B représente l'utilisation d'une charge traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau et que l'on produit en utilisant les mêmes ingrédients, les mêmes quantités et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, sauf que l'on met la charge de carbonate de calcium en contact avec le silicate de calcium insoluble dans l'eau immédiatement après l'achèvement de la précipitation de ce silicate; la charge C représente l'utilisation d'une charge de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau et que l'on produit en utilisant les mêmes ingrédients, les mêmes quantités et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, sauf que la charge de carbonate de calcium n'est mise en contact avec le silicate de calcium Table 3 shows the properties of sulfur vulcanized rubber articles for cured or vulcanized composites. In this table 3, the charge A represents the use of a charge of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, which is produced using the same ingredients, the same quantities and the same mode. as in Example 1, that is to say that the water-insoluble calcium silicate is precipitated in the presence of the charge of calcium carbonate; the filler B represents the use of a filler treated with calcium silicate insoluble in water and which is produced using the same ingredients, the same quantities and the same procedure as in Example 1, except that the charge of calcium carbonate is brought into contact with the water-insoluble calcium silicate immediately after the precipitation of this silicate has been completed; the load C represents the use of a load of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water and which is produced using the same ingredients, the same quantities and the same operating procedure as in Example 1, except that the calcium carbonate charge is not brought into contact with the calcium silicate

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

615 896 615,896

12 12

insoluble dans l'eau que 10 mn après l'achèvement de la précipitation de ce silicate; la charge D représente l'utilisation d'une charge de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, que l'on produit en utilisant les mêmes ingrédients, les mêmes quantités et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, sauf que l'on ne met la charge de carbonate de calcium . en contact avec le silicate de calcium insoluble dans l'eau que 100 mn après achèvement de la précipitation de ce silicate ; la charge E représente l'utilisation d'une charge de carbonate de calcium traitée par le silicate de calcium insoluble dans l'eau et que l'on produit en utilisant les mêmes ingrédients, les mêmes quantités et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, sauf que l'on ne met la charge de carbonate de calcium en contact avec le silicate de calcium s insoluble dans l'eau que 1000 mn après l'achèvement de la précipitation de ce silicate. Le tableau 3 indique également la quantité de l'agent silanique de liaison que l'on utilise, en termes de parties en poids pour 100 parties en poids de charge utilisée dans chaque composite (p % c). insoluble in water only 10 min after the completion of the precipitation of this silicate; the load D represents the use of a load of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, which is produced using the same ingredients, the same quantities and the same procedure as in Example 1, except that the charge of calcium carbonate is not placed. in contact with calcium silicate insoluble in water for 100 minutes after the precipitation of this silicate has been completed; the load E represents the use of a load of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water and which is produced using the same ingredients, the same quantities and the same procedure as at Example 1, except that the charge of calcium carbonate is not brought into contact with the calcium silicate insoluble in water until 1000 min after the precipitation of this silicate has been completed. Table 3 also indicates the quantity of the silane bonding agent which is used, in terms of parts by weight per 100 parts by weight of filler used in each composite (p% c).

Tableau 3 Propriétés du composite vulcanisé Table 3 Properties of the vulcanized composite

Essai Test

Charge Charge

Silane Silane

Module à 300% Module at 300%

Résistance à la Resistance to

Allongement à la Elongation at

Dureté Hardness

No.

(p%c) (p% c)

de traction traction rupture tensile tensile rupture

(Shore A) (Shore A)

(kg/cm2) (kg / cm2)

(kg/cm2) (kg / cm2)

(%) (%)

1 1

A AT

0,0 0.0

26,25 26.25

103,25 103.25

575 575

59 59

2 2

A AT

1,5 1.5

78,75 78.75

110,25 110.25

425 425

62 62

3 3

B B

0,0 0.0

28 28

117,25 117.25

575 575

59 59

4 4

B B

1,5 1.5

- -

61,25 61.25

175 175

64 64

5 5

C VS

0,0 0.0

29,75 29.75

119 119

575 575

59 59

6 6

C VS

1,5 1.5

- -

78,75 78.75

250 250

64 64

7 7

D D

0,0 0.0

28 28

126 126

600 600

60 60

8 8

D D

1,5 1.5

- -

68,25 68.25

150 150

64 64

9 9

E E

0,0 0.0

28 28

115,5 115.5

575 575

60 60

10 10

E E

1,5 1.5

- -

85,75 85.75

325 325

64 64

Exemple 7 Example 7

Le présent exemple illustre la réponse de diverses charges minérales traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau, selon la présente invention, à des agents organosilaniques de liaison. The present example illustrates the response of various mineral fillers treated with water-insoluble metal silicate, according to the present invention, to organosilane binding agents.

On prépare diverses charges minérales de carbonate de calcium traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau, en utilisant les mêmes ingrédients et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, sauf que l'on utilise les différents sels hydrosolubles suivants: fer (FeCl3), baryum (BaCl2), cadmium (CdCl2), cobalt (CoC12-6H20), cuivre (CuCl2), plomb (Pb(02C2H4)2-3H20), lithium (LiCl), zinc (ZnCl2), béryllium (Be(N03)2'3H20), magnésium [Mg(NC>3)2-6H20], strontium [SrCl2-6H2Ó], manganèse (MnCl2 ■ 4H20), nickel (NiCl2 • 6H20), argent (AgN03), mercure (Hg(N03)2-H20), étain (SnCU-5H20), cérium (Ce(N03)3-6H20) et zirconium (ZrOCl2 • 8H20), à la place du chlorure de calcium. On prépare ensuite une série de composites de caoutchouc vulcanisés par du soufre, selon le mode opératoire de l'exemple 4, en utilisant la formulation de composite de l'exemple 6 et les diverses charges de carbonate de calcium traitées par un silicate de métal différent insoluble dans l'eau, préparées ci-dessus ainsi que des quantités différentes de l'agent silanique de liaison. La charge particulière de carbonate de calcium traitée par du silicate de métal insoluble dans l'eau que l'on utilise est indiquée par le métal cité au tableau 4, ainsi que la quantité de silicate de métal insoluble dans l'eau et précipité que l'on utilise [indiquée en parties en poids pour 100 parties en poids du carbonate de calcium non traité introduit dans la suspension aqueuse lors de la préparation des charges de carbonate de calcium traitées par le silicate (p%c)]. Le tableau 4 indique également la quantité de l'agent silanique de liaison que l'on utilise, en parties en poids pour 100 parties en poids de la charge de carbonate de calcium traitée par du silicate que l'on utilise, ainsi que les propriétés des articles vulcanisés au soufre (propriétés des composites vulcanisés). Various mineral fillers of calcium carbonate treated with water-insoluble metal silicate are prepared, using the same ingredients and the same procedure as in Example 1, except that the following different water-soluble salts are used : iron (FeCl3), barium (BaCl2), cadmium (CdCl2), cobalt (CoC12-6H20), copper (CuCl2), lead (Pb (02C2H4) 2-3H20), lithium (LiCl), zinc (ZnCl2), beryllium (Be (N03) 2'3H20), magnesium [Mg (NC> 3) 2-6H20], strontium [SrCl2-6H2Ó], manganese (MnCl2 ■ 4H20), nickel (NiCl2 • 6H20), silver (AgN03), mercury (Hg (N03) 2-H20), tin (SnCU-5H20), cerium (Ce (N03) 3-6H20) and zirconium (ZrOCl2 • 8H20), in place of calcium chloride. A series of rubber compounds vulcanized by sulfur is then prepared, according to the procedure of Example 4, using the composite formulation of Example 6 and the various fillers of calcium carbonate treated with a different metal silicate. insoluble in water, prepared above as well as different amounts of the silane binding agent. The particular charge of calcium carbonate treated with water-insoluble metal silicate which is used is indicated by the metal mentioned in table 4, as well as the quantity of metal silicate insoluble in water and precipitated as l 'is used [indicated in parts by weight per 100 parts by weight of the untreated calcium carbonate introduced into the aqueous suspension during the preparation of the calcium carbonate charges treated with the silicate (p% c)]. Table 4 also indicates the quantity of the silane bonding agent which one uses, in parts by weight per 100 parts by weight of the load of calcium carbonate treated with silicate which one uses, as well as the properties articles vulcanized with sulfur (properties of vulcanized composites).

( Tableau en tête de la page suivante ) (Table at the top of the next page)

Exemple 8 Example 8

Le présent exemple montre la réponse de diverses charges miné- This example shows the response of various mineral charges

30 raies traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau, de la présente invention, à l'action des agents organosilaniques de liaison. 30 lines treated with metal silicate insoluble in water, of the present invention, to the action of organosilane binding agents.

On utilise diverses charges minérales traitées par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, en employant les mêmes ingrédients et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, sauf que l'on utilise du 35 carbonate de baryum (BaCOs) du carbonate de magnésium (MgCOs), du carbonate de zinc (ZnC03), du sulfate de calcium (CaS04-2H20) et du sulfate de baryum (BaS04) comme charge minérale à la place du carbonate de calcium minéral. On prépare ensuite une série de composites de caoutchouc vulcanisés au io soufre selon le mode opératoire de l'exemple 4, en utilisant la formulation de composite de l'exemple 6 et les diverses charges minérales différentes traitées par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, préparées ci-dessus, avec des quantités différentes de l'agent silanique de liaison. La charge minérale traitée par du silicate de calcium 45 insoluble dans l'eau que l'on utilise en particulier est indiquée par la matière minérale indiquée au tableau 5, ainsi que la quantité de précipité de silicate de calcium insoluble dans l'eau que l'on utilise, en termes de. parties en poids pour 100 parties en poids de la charge minérale non traitée introduite dans la suspension aqueuse lors de la 50 préparation des charges minérales traitées par du silicate de calcium (p%c). A titre comparatif, on produit également des composites durcis ou vulcanisés en opérant de la même façon et en utilisant les charges minérales non traitées. Le tableau 5 indique également la quantité de l'agent silanique de liaison que l'on utilise, en termes de 55 parties en poids pour 100 parties en poids de la charge utilisée dans le composite (p%c), et les propriétés des articles en caoutchouc vulcanisé au soufre (propriétés des composites vulcanisés). Various mineral fillers are used, treated with water-insoluble calcium silicate, using the same ingredients and the same procedure as in Example 1, except that barium carbonate (BaCOs) from magnesium carbonate (MgCOs), zinc carbonate (ZnC03), calcium sulfate (CaS04-2H20) and barium sulfate (BaS04) as a mineral filler in place of the mineral calcium carbonate. A series of rubber compounds vulcanized with sulfur is then prepared according to the procedure of Example 4, using the composite formulation of Example 6 and the various different mineral fillers treated with calcium silicate insoluble in water, prepared above, with different amounts of the silane binding agent. The mineral filler treated with water-insoluble calcium silicate 45 which is used in particular is indicated by the mineral material indicated in Table 5, as well as the quantity of water-insoluble calcium silicate precipitate that l 'we use, in terms of. parts by weight per 100 parts by weight of the untreated mineral filler introduced into the aqueous suspension during the preparation of the mineral fillers treated with calcium silicate (p% c). By way of comparison, hardened or vulcanized composites are also produced by operating in the same way and using untreated mineral fillers. Table 5 also indicates the amount of the silane bonding agent that is used, in terms of 55 parts by weight per 100 parts by weight of the filler used in the composite (p% c), and the properties of the articles. made of sulfur vulcanized rubber (properties of vulcanized composites).

(Tableau en page suivante) (Table on next page)

60 60

Exemple 9 Example 9

Le présent exemple illustre l'effet de la variation du taux ou du rapport d'oxyde de métal sur la capacité de réponse des charges minérales traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau selon 65 la présente invention à l'égard des agents organosilaniques de liaison. The present example illustrates the effect of the variation in the rate or the ratio of metal oxide on the response capacity of the mineral fillers treated with water-insoluble metal silicate according to the present invention with regard to the agents. organosilane binding.

On prépare quatre charges minérales de carbonate de calcium traitées par du silicate de calcium insoluble dans l'eau et on les utilise Four mineral fillers of calcium carbonate treated with water-insoluble calcium silicate are prepared and used

13 13

615 896 615,896

Tableau 4: Propriétés du composite durci Table 4: Properties of the hardened composite

Essai Métal Silicate Module de traótion Résistance à la Allongement à Metal Silicate Test Processing Module Elongation Resistance to

N° de métal à 300% (kg/cm2) traction (kg/cm2) la rupture (%) No. of metal at 300% (kg / cm2) tensile (kg / cm2) failure (%)

(p%c) (p% c)

< Silane (p%c) ► <Silane (p% c) ►

0 1,5 0 1,5 0 1,5 0 1.5 0 1.5 0 1.5

1 1

Néant None

Néant None

29,75 29.75

36,75 36.75

119 119

89,25 89.25

575 575

450 450

2 2

Fer Iron

1,85 1.85

54,25 54.25

70 70

92,75 92.75

80,5 80.5

400 400

375 375

3 3

Baryum Barium

3,0 3.0

28 28

63 63

127,75 127.75

133 133

600 600

550 550

4 4

Cadmium Cadmium

2,65 2.65

35 35

77 77

136,5 136.5

129,5 129.5

575 575

475 475

5 5

Cobalt Cobalt

1,9 1.9

28 28

61,25 61.25

134,75 134.75

145,25 145.25

600 600

575 575

6 6

Cuivre Copper

1,96 1.96

29,75 29.75

47,25 47.25

138,25 138.25

141,75 141.75

650 650

575 575

7 7

Plomb Lead

3,98 3.98

26,25 26.25

35 35

127,75 127.75

133 133

600 600

675 675

8 8

Lithium Lithium

1,26 1.26

29,75 29.75

54,25 54.25

133 133

126 126

600 600

550 550

9 9

Zinc Zinc

1,99 1.99

24,5 24.5

77 77

133 133

141,75 141.75

625 625

500 500

10 10

Béryllium Beryllium

1,0 1.0

28 28

- -

136,5 136.5

64,75 64.75

625 625

250 250

11 11

Magnésium Magnesium

1,0 1.0

28 28

- -

115,5 115.5

64,75 64.75

600 600

200 200

12 12

Strontium Strontium

1,0 1.0

28 28

57,75 57.75

127,75 127.75

87,5 87.5

600 600

375 375

13 13

Manganèse Manganese

1,0 1.0

28 28

- . -.

124,25 124.25

70 70

625 625

225 225

14 14

Nickel Nickel

1,0 1.0

28 28

59,5 59.5

119 119

98 98

575 575

450 450

15 15

Argent Silver

1,0 1.0

29,75 29.75

43,75 43.75

112 112

94,5 94.5

550 550

500 500

16 16

Mercure Mercury

1,0 1.0

28 28

49 49

122,5 122.5

98 98

600 600

475 475

17 17

Etain Tin

1,0 1.0

28 28

54,25 54.25

108,5 108.5

101,5 101.5

575 575

450 450

18 18

Cérium Cerium

1,0 1.0

24,5 24.5

- -

101,5 101.5

63 63

575 575

300 300

19 19

Tirconium Tirconium

1,0 1.0

24,75 24.75

54,25 54.25

129,5 129.5

101,5 101.5

575 575

425 425

Tableau 5 : Table 5:

Propriétés du composite vulcanisé Properties of the vulcanized composite

Essai Test

Matière Material

Silicate Silicate

Silane Silane

Module de Module

Résistance à la Resistance to

Allongement à Elongation at

No.

minérale de Ca Ca mineral

(p%c) (p% c)

traction à traction at

traction la rupture tensile breaking

(p%c) (p% c)

300% (kg/cm2) 300% (kg / cm2)

(kg/cm2) (kg / cm2)

(%) (%)

1 1

BaC03 BaC03

Néant None

0,0 0.0

22,75 22.75

147 147

600 600

2 2

BaCC>3 BaCC> 3

Néant None

1,5 1.5

59,5 59.5

64,75 64.75

325 325

3 3

BaCC>3 BaCC> 3

1,6 1.6

0,0 0.0

22,75 22.75

154 154

600 600

4 4

BaCC>3 BaCC> 3

1,6 1.6

1,5 1.5

64,75 64.75

155,75 155.75

525 525

5 5

MgCOs MgCOs

Néant None

0,0 0.0

59,5 59.5

103,25 103.25

450 450

6 6

MgC03 MgC03

Néant None

1,5 1.5

73,5 73.5

120,75 120.75

450 450

7 7

MgCOa MgCOa

1,6 1.6

0,0 0.0

57,75 57.75

99,75 99.75

450 450

8 8

MgCOs MgCOs

1,6 1.6

1,5 1.5

129,5 129.5

131,25 131.25

300 300

9 9

ZnC03 ZnC03

Néant None

0,0 0.0

38,5 38.5

89,25 89.25

450 450

10 10

ZnCC>3 ZnCC> 3

Néant None

1,5 1.5

52,5 52.5

108,5 108.5

475 475

11 11

ZnC03 ZnC03

1,6 1.6

0,0 0.0

43,75 43.75

94,5 94.5

450 450

12 12

ZnCC>3 ZnCC> 3

1,6 1.6

1,5 1.5

66,5 66.5

94,5 94.5

375 375

13 13

CaS04-2H20 CaS04-2H20

Néant None

0,0 0.0

17,5 17.5

38,5 38.5

475 475

14 14

CaS04-2H20 CaS04-2H20

Néant None

1,5 1.5

38,5 38.5

54,25 54.25

425 425

15 15

CaS04-2H20 CaS04-2H20

1,6 1.6

0,0 0.0

35 35

108,5 108.5

550 550

16 16

CaS04-3H20 CaS04-3H20

1,6 1.6

1,5 1.5

52,5 52.5

115,5 115.5

475 475

17 17

BaS04 BaS04

Néant None

0,0 0.0

22,75 22.75

112 112

550 550

18 18

BaS04 BaS04

Néant None

1,5 1.5

- -

50,75 50.75

250 250

19 19

BaS04 BaS04

1,6 1.6

0,0 0.0

21 21

124,25 124.25

600 600

20 20

BaS04 BaS04

1,6 1.6

1,5 1.5

52,5 52.5

134,75 134.75

525 525

pour produire des composites de caoutchouc vulcanisés au soufre selon le mode opératoire de l'exemple 4, en utilisant la formulation de composite de l'exemple 6. Les propriétés du composite vulcanisé sont indiquées au tableau 6. La charge A représente l'utilisation de carbonate de calcium non traité (Atomite; 2,5 n; Thomson-Weinman Co.); la charge B représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, préparée en utilisant les mêmes ingrédients et le 65 même mode opératoire qu'à l'exemple 3; la charge C représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, préparée en utilisant les mêmes ingrédients et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1 ; to produce sulfur vulcanized rubber composites according to the procedure of Example 4, using the composite formulation of Example 6. The properties of the vulcanized composite are indicated in Table 6. The charge A represents the use of untreated calcium carbonate (Atomite; 2.5 n; Thomson-Weinman Co.); Filler B represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, prepared using the same ingredients and the same procedure as in Example 3; filler C represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, prepared using the same ingredients and the same procedure as in Example 1;

615 896 615,896

14 14

la charge D représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, préparée en utilisant les ingrédients et le mode opératoire indiqués dans l'exemple 2. La quantité de silicate de calcium insoluble dans l'eau, précipitée et utilisée dans la préparation de chacune de ces charges de carbonate traitées par du silicate, est de . 1,6 partie en poids de carbonate de calcium introduit dans la préparation de ces charges traitées par du silicate. Chaque formulation de composite que l'on utilise contient également 1,5 partie en poids de silane pour 100 parties en poids de la charge minérale utilisée dans le composite. Le tableau 6 indique également, pour chaque charge utilisée dans un composite, le taux ou rapport d'oxyde de métal (Ca0/Si02). the load D represents the use of a mineral load of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, prepared using the ingredients and the procedure indicated in example 2. The amount of calcium silicate insoluble in water, precipitated and used in the preparation of each of these carbonate charges treated with silicate, is. 1.6 parts by weight of calcium carbonate introduced into the preparation of these fillers treated with silicate. Each composite formulation that is used also contains 1.5 parts by weight of silane per 100 parts by weight of the mineral filler used in the composite. Table 6 also indicates, for each filler used in a composite, the rate or ratio of metal oxide (Ca0 / Si02).

Tableau 6 Propriétés du composite vulcanisé Table 6 Properties of the vulcanized composite

Essai Test

Charge Charge

Ca0/Si02 Ca0 / Si02

Module Module

Résistance Resistance

Allonge Elongate

No.

de of

à la ment à la to the lie to the

traction à traction at

traction rupture tensile failure

300% 300%

(kg/cm2) (kg / cm2)

(%) (%)

(kg/cm2) (kg / cm2)

1 1

A AT

0 0

38,5 38.5

66,5 66.5

450 450

2 2

B B

0,3 0.3

77 77

87,5 87.5

350 350

3 3

B B

0,5 0.5

79 79

105 105

450 450

4 4

C VS

1,0 1.0

66,5 66.5

98 98

450 450

5 5

D D

2,0 2.0

56 56

94,5 94.5

475 475

6 6

D D

3,0 3.0

56 56

92,75 92.75

450 450

Exemple 10 Example 10

Le présent exemple illustre l'effet des charges minérales traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau, préparées par l'utilisation consécutive de deux silicates de métaux différents insolubles dans l'eau. The present example illustrates the effect of mineral fillers treated with metal silicate insoluble in water, prepared by the consecutive use of two silicates of different metals insoluble in water.

On prépare une série de charges minérales de carbonate de calcium traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau, en utilisant les mêmes ingrédients et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, sauf que, dans chaque cas, on ajoute deux solutions de sels hydrosolubles de métaux différents à la suspension aqueuse du carbonate de calcium et à la solution de métasilicate de sodium, successivement et dans l'ordre indiqué ci-après. On utilise les composés devant réagir en des quantités calculées pour fournir des volumes égaux de chaque silicate de métal précipité, c'est-à-dire 0,25 ml du silicate de métal précipité pour 100 parties en poids du carbonate de calcium introduit. On prépare ensuite des composites de caoutchouc vulcanisés au soufre en utilisant ces charges minérales de carbonate de calcium traitées par du silicate de métal soluble dans l'eau, par le même mode opératoire que celui indiqué dans l'exemple 4, en utilisant la même formulation de composite que celle indiquée dans l'exemple 6 ci-dessus. Lorsqu'on en utilise, la quantité du 3-mercaptopropyltriméthoxysilane (agent de liaison) est de 1,5 partie en poids pour 100 parties en poids de la charge utilisée dans le composite. Le tableau 7 indique les charges minérales de carbonate de calcium traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau que l'on utilise dans chaque cas particulier, ainsi que les propriétés du composite vulcanisé (cas des articles en caoutchouc vulcanisé au soufre). Dans le tableau 7, la charge A représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de baryum et par du silicate de calcium, préparée de la façon décrite ci-dessus par l'utilisation successive de solutions de chlorure de calcium et de chlorure de baryum, sels hydrosolubles, afin de précipiter dans l'ordre indiqué le silicate de calcium et le silicate de baryum qui sont des sels insolubles dans l'eau; la charge B représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium et par du silicate de baryum insolubles dans l'eau, que l'on prépare de la façon décrite ci-dessus en utilisant successivement des solutions de chlorure de baryum et de chlorure de sodium (sels hydrosolubles) afin de précipiter, dans l'ordre indiqué, les sels de baryum et de calcium insolubles dans l'eau; la charge C représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de zinc et par du silicate de calcium insolubles dans l'eau, cette charge étant préparée de la façon décrite ci-dessus par l'utilisation consécutive de solutions de chlorure de calcium et de dhlorure de zinc (sels hydrosolubles) afin de précipiter, dans l'ordre indiqué, le silicate de calcium et le silicate de zinc qui sont des sels insolubles dans l'eau; la charge D représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium et par du silicate de zinc insolubles dans l'eau, cette charge ayant été préparée de la façon décrite ci-dessus par l'utilisation consécutive de solutions de chlorure de zinc et de chlorure de calcium (sels hydrosolubles) afin de précipiter, dans l'ordre indiqué, le silicate de zinc et le silicate de calcium insolubles dans l'eau; la charge E représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de zinc et par du silicate de baryum insolubles dans l'eau, que l'on prépare de la façon décrite ci-dessus en utilisant des solutions consécutives de chlorure de baryum et de chlorure de zinc (sels hydrosolubles) afin de précipiter, dans l'ordre indiqué, le silicate de baryum et le silicate de zinc (sels insolubles dans l'eau); et la charge F représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de baryum et par du silicate de zinc insolubles dans l'eau, que l'on prépare de la façon décrite ci-dessus en utilisant des solutions consécutives de chlorure de zinc et de chlorure de baryum (sels hydrosolubles) afin de précipiter, dans l'ordre indiqué, le silicate de zinc et le silicate de baryum (sels insolubles dans l'eau). A series of mineral fillers of calcium carbonate treated with metal silicate insoluble in water is prepared, using the same ingredients and the same procedure as in Example 1, except that, in each case, two solutions of water-soluble salts of different metals to the aqueous suspension of calcium carbonate and to the sodium metasilicate solution, successively and in the order indicated below. The compounds to be reacted in calculated amounts are used to provide equal volumes of each precipitated metal silicate, i.e. 0.25 ml of the precipitated metal silicate per 100 parts by weight of the calcium carbonate introduced. Then, sulfur-vulcanized rubber composites are prepared using these inorganic fillers of calcium carbonate treated with water-soluble metal silicate, by the same procedure as that indicated in Example 4, using the same formulation. of composite than that indicated in Example 6 above. When used, the amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (binding agent) is 1.5 parts by weight per 100 parts by weight of the filler used in the composite. Table 7 indicates the mineral charges of calcium carbonate treated with water-insoluble metal silicate which is used in each particular case, as well as the properties of the vulcanized composite (case of articles of rubber vulcanized with sulfur). In Table 7, the charge A represents the use of a mineral charge of calcium carbonate treated with barium silicate and with calcium silicate, prepared in the manner described above by the successive use of solutions of calcium chloride and barium chloride, water-soluble salts, in order to precipitate, in the order indicated, calcium silicate and barium silicate which are salts insoluble in water; the filler B represents the use of an inorganic filler of calcium carbonate treated with calcium silicate and with barium silicate insoluble in water, which is prepared in the manner described above using successively solutions of barium chloride and sodium chloride (water-soluble salts) in order to precipitate, in the order indicated, the barium and calcium salts insoluble in water; the filler C represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with zinc silicate and with calcium silicate insoluble in water, this filler being prepared in the manner described above by the consecutive use solutions of calcium chloride and zinc chloride (water-soluble salts) in order to precipitate, in the order indicated, calcium silicate and zinc silicate which are salts insoluble in water; the filler D represents the use of an inorganic filler of calcium carbonate treated with calcium silicate and with zinc silicate insoluble in water, this filler having been prepared in the manner described above by the use consecutive solutions of zinc chloride and calcium chloride (water-soluble salts) in order to precipitate, in the order indicated, zinc silicate and calcium silicate insoluble in water; the filler E represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with zinc silicate and with barium silicate insoluble in water, which is prepared in the manner described above using solutions of barium chloride and zinc chloride (water-soluble salts) in order to precipitate, in the order indicated, barium silicate and zinc silicate (water-insoluble salts); and the filler F represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with barium silicate and with zinc silicate insoluble in water, which is prepared in the manner described above using consecutive solutions of zinc chloride and barium chloride (water-soluble salts) in order to precipitate, in the order indicated, zinc silicate and barium silicate (water-insoluble salts).

Tableau 7 • Table 7 •

Essai Test

Charge Charge

Silane Silane

Module Module

Résis Resis

Allonge Elongate

No.

(p%c) (p% c)

de tance à from tance to

ment à la lying to the

traction à traction at

la traction rupture tensile breaking

300% 300%

(kg/cm2) (kg / cm2)

(%) (%)

(kg/cm2) (kg / cm2)

1 1

A AT

0,0 0.0

28 28

131,25 131.25

575 575

2 2

A AT

1,5 1.5

33,25 33.25

112 112

525 525

3 3

B B

0,0 0.0

29,75 29.75

105 105

525 525

4 4

B B

1,5 1.5

57,75 57.75

131,25 131.25

500 500

5 5

C VS

0,0 0.0

29,75 29.75

117,25 117.25

575 575

6 6

C VS

1,5 1.5

82,25 82.25

127,75 127.75

450 450

7 7

D D

0,0 0.0

26,25 26.25

131,75 131.75

600 600

8 8

D D

1,5 1.5

75,25 75.25

115,5 115.5

425 425

9 9

E E

0,0 0.0

28 28

124,25 124.25

575 575

10 10

E E

1,5 1.5

84 84

113,75 113.75

400 400

11 11

F F

0,0 0.0

25,5 25.5

124,25 124.25

600 600

12 12

F F

1,5 1.5

89,25 89.25

108,5 108.5

350 350

Exemple 11 Example 11

Le présent exemple illustre l'effet des charges minérales traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau, préparées par l'utilisation consécutive de deux silicates de métaux différents insolubles dans l'eau. The present example illustrates the effect of mineral fillers treated with metal silicate insoluble in water, prepared by the consecutive use of two silicates of different metals insoluble in water.

On prépare une série de charges minérales de carbonate de calcium traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau, en utilisant les mêmes ingrédients et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1 ci-dessus, sauf que, dans chaque cas, on mélange deux solutions de sels de métaux hydrosolubles différents avant de les ajouter à la suspension aqueuse du carbonate de calcium et à la solution de métasilicate de sodium. On utilise les composés devant réagir en des quantités calculées pour fournir des volumes égaux du silicate de métal insoluble dans l'eau et précipité, c'est-à-dire 0,5 ml de silicate de métal insoluble dans l'eau coprécipité pour A series of mineral fillers of calcium carbonate treated with metal silicate insoluble in water is prepared, using the same ingredients and the same procedure as in Example 1 above, except that in each case , two solutions of different water-soluble metal salts are mixed before adding them to the aqueous suspension of calcium carbonate and to the sodium metasilicate solution. The compounds to be reacted are used in calculated amounts to provide equal volumes of the precipitated water-insoluble metal silicate, i.e., 0.5 ml of water-insoluble metal silicate coprecipitated.

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

15 15

615 896 615,896

100 parties en poids du carbonate de calcium introduit comme charge. On prépare ensuite des composites de caoutchouc vulcanisés au soufre en utilisant ces charges minérales de carbonate de calcium traitées par du silicate de métal mixte, insoluble dans l'eau, ainsi préparées, par le même mode opératoire que dans l'exemple 4 cependant que l'on utilise la même formulation de composite que dans l'exemple 6. La quantité de 3-mercaptopropyltriméthoxysilane, lorsqu'on l'utilise, est de 1,5 partie en poids de la charge utilisée dans le composite. Le tableau 8 indique les charges particulières de carbonate de calcium traitées par des silicates mixtes de métaux insolubles dans l'eau que l'on utilise, ainsi que les propriétés du composite vulcanisé (dans le cas des articles en caoutchouc vulcanisé au soufre). Dans le tableau 8, la charge A représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par un mélange, insoluble dans l'eau, de silicate de calcium et de silicate de baryum, préparée de la façon décrite ci-dessus en utilisant une solution prémélangée de chlorure de calcium et de chlorure de baryum hydrosolubles afin de coprécipiter le mélange des silicates de calcium et de baryum insolubles dans l'eau; la charge B représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par un mélange de silicate de calcium et de silicate de zinc (insolubles dans l'eau), que l'on prépare de la façon décrite ci-dessus en utilisant une solution qui est un prémélange de chlorure de calcium et de chlorure de zinc (sels hydrosolubles) de façon à coprécipiter le mélange du silicate de calcium et du silicate de zinc (sels insolubles dans l'eau); la charge C représente l'utilisation d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par un mélange de silicate de baryum et de silicate de zinc (silicates insolubles dans l'eau), charge préparée de la façon décrite ci-dessus en utilisant une solution qui est un prémélange de solutions de chlorure de baryum et de chlorure de zinc (sels hydrosolubles) de façon à coprécipiter le mélange de silicate de baryum et de silicate de zinc (sels insolubles dans l'eau). 100 parts by weight of the calcium carbonate introduced as a filler. Then, sulfur-vulcanized rubber composites are prepared using these mineral fillers of calcium carbonate treated with mixed metal silicate, insoluble in water, thus prepared, by the same procedure as in Example 4, however as the same composite formulation is used as in Example 6. The amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, when used, is 1.5 parts by weight of the filler used in the composite. Table 8 indicates the specific loads of calcium carbonate treated with mixed silicates of water-insoluble metals which are used, as well as the properties of the vulcanized composite (in the case of articles of rubber vulcanized with sulfur). In Table 8, the charge A represents the use of a mineral charge of calcium carbonate treated with a mixture, insoluble in water, of calcium silicate and barium silicate, prepared as described above. using a premixed solution of water-soluble calcium chloride and barium chloride to co-precipitate the mixture of water-insoluble calcium and barium silicates; the filler B represents the use of an inorganic filler of calcium carbonate treated with a mixture of calcium silicate and zinc silicate (insoluble in water), which is prepared in the manner described above in using a solution which is a premix of calcium chloride and zinc chloride (water-soluble salts) so as to co-precipitate the mixture of calcium silicate and zinc silicate (water-insoluble salts); Filler C represents the use of a mineral filler of calcium carbonate treated with a mixture of barium silicate and zinc silicate (water-insoluble silicates), filler prepared as described above using a solution which is a premix of barium chloride and zinc chloride solutions (water-soluble salts) so as to co-precipitate the mixture of barium silicate and zinc silicate (water-insoluble salts).

Tableau 8 Table 8

Essai Test

Charge Charge

Silane Silane

Module Module

Résis Resis

Allonge Elongate

No.

(p%c) (p% c)

à 300% at 300%

tance à tance to

ment à la lying to the

d'allon la traction rupture allon the tensile break

gement gement

(kg/cm2) (kg / cm2)

(%) (%)

(kg/cm2) (kg / cm2)

1 1

A AT

0,0 0.0

21 21

105 105

600 600

2 2

A AT

1,5 1.5

103,25 103.25

105 105

300 300

3 3

B B

0,0 0.0

26,25 26.25

110,25 110.25

575 575

4 4

B B

1,5 1.5

78,75 78.75

113,75 113.75

400 400

5 5

C VS

0,0 0.0

26,25 26.25

115,5 115.5

575 575

6 6

C VS

1,5 1.5

71,75 71.75

129,5 129.5

475 475

Note: p%c=parties en poids pour 100 parties de charge. Note: p% c = parts by weight per 100 parts of filler.

Exemple 12 Example 12

Le présent exemple illustre la capacité de réponse de charges minérales, traitées par des silicates de métaux différents insolubles dans l'eau, à différents agents organosilaniques de liaison dans différentes formulations de composites. The present example illustrates the response capacity of mineral fillers, treated with silicates of different metals insoluble in water, to different organosilane binding agents in different formulations of composites.

On emploie diverses charges minérales de carbonate de calcium traitées par des silicates de métaux insolubles dans l'eau, en utilisant les mêmes ingrédients et le même mode opératoire qu'à l'exemple 1, sauf que l'on utilise des sels de métaux différents hydrosolubles. La charge minérale de carbonate de calcium traitée par un silicate particulier de métal insoluble dans l'eau que l'on prépare et utilise dans le présent exemple est indiquée par le métal cité aux tableaux 9,10 et 11 qui citent aussi la quantité de silicate de métal insoluble dans l'eau précipitée et utilisée (en termes de parties en poids pour 100 parties en poids, p%c) du carbonate de calcium non traité introduit dans la suspension aqueuse lors de la préparation de la charge de carbonate de calcium traitée par le silicate. Par exemple, aux tableaux 9,10 et 11, la charge A représente l'utilisation d'une charge de carbonate de calcium non traitée (Atomite; 2,5 n, Thomson-Weinman) à titre de témoin de comparaison, cependant que la charge B représente l'utilisation d'une charge de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, que l'on prépare de la façon décrite ci-dessus en utilisant un chlorure de calcium, sel hydrosoluble, cette charge présentant un rapport ou taux d'oxyde de métal (Ca0/Si02) de 1/3; la charge C représente l'utilisation d'une charge de carbonate de calcium traitée par du silicate de baryum insoluble dans l'eau, que l'on prépare de la façon décrite ci-dessus, en utilisant du chlorure de baryum (sel hydrosoluble), cette charge présentant un taux ou rapport d'oxyde de métal (Ba0/Si02) de 1/1 ; la charge D représente une charge de carbonate de calcium traitée par du silicate de zinc insoluble dans l'eau, que l'on prépare de la façon décrite ci-dessus en utilisant un chlorure de zinc (sel hydrosoluble), cette charge ayant un taux ou rapport d'oxyde de métal (Zn0/Si02) de 1/1 ; la charge E représente une charge de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, que l'on prépare de la façon décrite ci-dessus en utilisant un chlorure de calcium (sel hydrosoluble), cette charge ayant un rapport ou taux d'oxyde de métal (Ca0/Si02) de 1/1. Various mineral fillers of calcium carbonate treated with silicates of water-insoluble metals are used, using the same ingredients and the same procedure as in Example 1, except that different metal salts are used. water-soluble. The mineral filler of calcium carbonate treated with a particular metal silicate insoluble in water which is prepared and used in the present example is indicated by the metal cited in Tables 9, 10 and 11 which also cite the amount of silicate. of metal insoluble in precipitated water and used (in terms of parts by weight per 100 parts by weight, p% c) of the untreated calcium carbonate introduced into the aqueous suspension during the preparation of the charge of treated calcium carbonate by silicate. For example, in Tables 9, 10 and 11, the load A represents the use of a load of untreated calcium carbonate (Atomite; 2.5 n, Thomson-Weinman) as a comparison control, while the filler B represents the use of a filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, which is prepared in the manner described above using calcium chloride, water-soluble salt, this filler having a metal oxide (Ca0 / Si02) ratio or level of 1/3; charge C represents the use of a charge of calcium carbonate treated with barium silicate insoluble in water, which is prepared in the manner described above, using barium chloride (water-soluble salt) , this charge having a rate or ratio of metal oxide (Ba0 / Si02) of 1/1; the filler D represents a filler of calcium carbonate treated with zinc silicate insoluble in water, which is prepared in the manner described above using a zinc chloride (water-soluble salt), this filler having a content or metal oxide (Zn0 / Si02) ratio of 1/1; the charge E represents a charge of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, which is prepared in the manner described above using calcium chloride (water-soluble salt), this charge having a ratio or metal oxide (Ca0 / Si02) level of 1/1.

On utilise ensuite les charges de carbonate de calcium traitées par du silicate de métal insoluble dans l'eau dans diverses formulations de composites. Les tableaux 9,10 et 11 indiquent les propriétés des composites vulcanisés, dans le cas des articles vulcanisés ainsi préparés. On prépare tous les articles composites vulcanisés en opérant de la même façon, en suivant le mode opératoire de l'exemple 4, sauf que l'on utilise des formulations différentes de composites vulcanisables. Par exemple, pour le tableau 9, on a utilisé la formulation suivante de composites vulcanisables: The calcium carbonate fillers treated with water insoluble metal silicate are then used in various composite formulations. Tables 9, 10 and 11 indicate the properties of the vulcanized composites, in the case of the vulcanized articles thus prepared. All the vulcanized composite articles are prepared by operating in the same way, following the procedure of Example 4, except that different formulations of vulcanizable composites are used. For example, for Table 9, the following formulation of vulcanizable composites was used:

Formulation du composite Parties en poids Composite formulation Parts by weight

Caoutchouc EPDM1 100 EPDM1 100 rubber

Charge minérale2 100 Mineral filler2,100

Agent silanique de liaison 3 comme indiqué Silane binding agent 3 as indicated

Diméthacrylate d'éthylèneglycol 4 Ethylene glycol dimethacrylate 4

Peroxyde de dicumyle, recristallisé 1,6 Dicumyl peroxide, recrystallized 1.6

1 Royalene 501 (Uniroyal Corp.), caoutchouc d'éthylène, de pro-pylène et d'un diène monomère. 1 Royalene 501 (Uniroyal Corp.), ethylene rubber, propylene rubber and a monomeric diene.

2 Varie comme indiqué. 2 Varies as shown.

3 Varie comme indiqué. 3 Varies as shown.

Au tableau 10, on a utilisé la formulation de composites vulcanisables suivante: In Table 10, the following vulcanizable composite formulation was used:

Formulation du composite Parties en poids Composite formulation Parts by weight

Caoutchouc de chloroprène1 100 Chloroprene rubber1 100

Charge minérale2 100 Mineral filler2,100

Agent silanique de liaison3 comme représenté Silane binding agent3 as shown

Acide stéarique 0,5 0.5 stearic acid

Oxyde de zinc 5 Zinc oxide 5

Oxyde de magnésium 4 Magnesium oxide 4

Huile ramollissante4 7,5 Softening oil4 7.5

TMTU5 0,5 TMTU5 0.5

1 Neoprene W (DuPont Co.). 1 Neoprene W (DuPont Co.).

2 Variable, comme indiqué. 2 Variable, as shown.

3 Variable, comme indiqué. 3 Variable, as shown.

4 Circosol 4240. 4 Circosol 4240.

5 Tétraméthylthio-urée. 5 Tetramethylthio-urea.

Au tableau 11, on a utilisé la formulation de composites vulcanisables suivante: In Table 11, the following formulation of vulcanizable composites was used:

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

615 896 615,896

16 16

Formulation de composite Parties en poids Composite formulation Parts by weight

Caoutchouc de nitrile1 100 Nitrile rubber1 100

Charge minérale2 100 Mineral filler2,100

Agent silanique de liaison3 comme indiqué Silane binding agent3 as indicated

Acide stéarique " 1,5 Stearic acid "1.5

Oxyde de zinc 5 Zinc oxide 5

Soufre 1,75 Sulfur 1.75

Disulfure de mercaptobenzothiazyle 1,5 Mercaptobenzothiazyl disulfide 1.5

Disulfure de tétraméthylthiurame 0,5 Tetramethylthiuram disulfide 0.5

Phtalate de dibutyle 20 Dibutyl phthalate 20

1 Hycar 1052 (B.F. Goodrich Chem. Co.). 1 Hycar 1052 (B.F. Goodrich Chem. Co.).

2 Variable, comme indiqué. 2 Variable, as shown.

3 Variable, comme indiqué. 3 Variable, as shown.

Lorsqu'on l'utilise, la quantité de l'agent silanique de liaison est butadiène-1,3) comme agent de liaison; le silane C représente l'uti- When used, the amount of the silane bonding agent is butadiene-1,3) as the bonding agent; silane C represents the utility

exprimée aux tableaux 9,10 et 11 en termes de parties en poids pour lisation d'un méthacryloxypropyltriméthoxysilane comme agent 100 parties en poids de la charge minérale utilisée dans le composite 20 de liaison. Au tableau 10, le silane D représente l'utilisation d'un expressed in Tables 9, 10 and 11 in terms of parts by weight for the use of a methacryloxypropyltrimethoxysilane as agent 100 parts by weight of the mineral filler used in the bonding composite. In Table 10, silane D represents the use of a

(p%c). Au tableau 9, le silane A représente l'utilisation d'un vinyl- 3-aminopropyltriméthoxysilane comme agent de liaison. Aux triéthoxysilane comme agent de liaison ; le silane B représente l'uti- tableaux 10 et 11, le silane E représente l'utilisation d'un 3-mercapto- (p% c). In Table 9, silane A represents the use of a vinyl-3-aminopropyltrimethoxysilane as a binding agent. To triethoxysilane as a binding agent; silane B represents the tables 10 and 11, silane E represents the use of a 3-mercapto-

lisation d'un isoprényltriméthoxysilane (l-triméthoxysilyl-3-méthyl- propyltriméthoxysilane comme agent de liaison. lization of an isoprenyltrimethoxysilane (l-trimethoxysilyl-3-methylpropyltrimethoxysilane as a binding agent.

Tableau 9: Table 9:

Propriétés du caoutchouc EPDM vulcanisé à l'aide d'un peroxyde Properties of EPDM rubber vulcanized with a peroxide

Essai N° Test No

Charge Charge

Métal Metal

Silicate Silicate

(p%c) (p% c)

Type Type

Silane Silane

(p%c) (p% c)

Module de traction à 300% Traction module at 300%

(kg/cm2) (kg / cm2)

1 1

A AT

Néant None

0,0 0.0

Néant None

0,0 0.0

21 21

2 2

B B

Ca It

1,6 1.6

Néant None

0,0 0.0

22,75 22.75

3 3

C VS

Ba Ba

3,0 3.0

Néant None

0,0 0.0

21 21

4 4

D D

Zn Zn

2,0 2.0

Néant None

0,0 0.0

22,75 22.75

5 5

A AT

Néant None

0,0 0.0

A AT

1,0 1.0

24,5 24.5

6 6

B B

Ca It

1,6 1.6

A AT

1,0 1.0

36,5 36.5

7 7

C VS

Ba Ba

3,0 3.0

A AT

1,0 1.0

35 35

8 8

D D

Zn Zn

2,0 2.0

A AT

1,0 1.0

35 35

9 9

A AT

Néant None

0,0 0.0

B B

1,0 1.0

31,5 31.5

10 10

B B

Ca It

1,6 1.6

B B

1,0 1.0

_* _ *

11 11

C VS

Ba Ba

3,0 3.0

B B

1,0 1.0

57,75 57.75

12 12

D D

Zn Zn

2,0 2.0

B B

1,0 1.0

75,25 75.25

13 13

A AT

Néant None

0,0 0.0

C VS

1,0 1.0

29,75 29.75

14 14

B B

Ca It

1,6 1.6

C VS

1,0 1.0

68,25 68.25

15 15

C VS

Ba Ba

3,0 3.0

C VS

1,0 1.0

52,5 52.5

16 16

D D

Zn Zn

2,0 2.0

C VS

1,0 1.0

84 84

* Non déterminable, puisqu'une réponse excessive au niveau de 1,0 partie de silane pour 100 parties de charge produit un allongement de composite inférieur à 300%. * Not determinable, since an excessive response at the level of 1.0 part of silane per 100 parts of filler produces a composite elongation of less than 300%.

Tableau 10: Table 10:

Propriétés du caoutchouc de chloroprène vulcanisé à l'aide d'un oxyde de métal Properties of chloroprene rubber vulcanized using a metal oxide

Essai Test

Charge Charge

Silicate Silicate

Silane Silane

Module de Module

Résistance à la Resistance to

No.

Métal Metal

(p%c) (p% c)

Type Type

(p%c) (p% c)

traction à 300% traction at 300%

déchirure tear

(kg/cm2) (kg / cm2)

(kg/cm2) (kg / cm2)

1 1

A AT

Néant None

0,0 0.0

Néant None

0,0 0.0

26,25 26.25

11,2 11.2

2 2

E E

Ca It

.1,6 .1.6

Néant None

0,0 0.0

26,25 26.25

11,9 11.9

3 3

A AT

Néant None

0,0 0.0

D D

1,0 1.0

24,5 24.5

10,5 10.5

4 4

E E

Ca It

1,6 1.6

D D

1,0 1.0

61,25 61.25

15,4 15.4

5 5

A AT

Néant None

0,0 0.0

E E

1,0 1.0

40,25 40.25

12,6 12.6

6 6

E E

Ca It

1,6 1.6

E E

1,0 1.0

87,5 87.5

12,6 12.6

17 17

Tableau 11 : Table 11:

Propriétés du caoutchouc du butadiène/acrylonitrile vulcanisé au soufre Properties of sulfur vulcanized butadiene / acrylonitrile rubber

615 896 615,896

Essai Charge Silicate Silane Module à 300% Résistance à la Load test Silicate Silane Module at 300% Resistance to

N° Métal (p%c) Type (p%c) de traction déchirure Metal No. (p% c) Type (p% c) of tear pull

(kg/cm2) (kg/cm2) (kg / cm2) (kg / cm2)

1 A Néant 0,0 Néant 0,0 12,25 3,5 1 A None 0.0 None 0.0 12.25 3.5

2 D Ca 1,6 Néant 0,0 12,25 4,2 2 D Ca 1.6 None 0.0 12.25 4.2

3 C Zn 2,0 Néant 0,0 12,25 4,2 3 C Zn 2.0 None 0.0 12.25 4.2

4 A Néant 0,0 E 1,5 12,25 3,5 4 A None 0.0 E 1.5 12.25 3.5

5 D Ca 1,6 E 1,5 21 6,3 5 D Ca 1.6 E 1.5 21 6.3

6 C Zn 2,0 E 1,5 24,5 7 6 C Zn 2.0 E 1.5 24.5 7

Exemple 13 Example 13

Dans un récipient de 113,51 muni d'un agitateur mécanique, on introduit 1,29 kg de métasilicate de sodium nonahydraté (Na2Si03 -9H20) ainsi que 18,91 d'eau, et l'on agite jusqu'à 20 1.29 kg of sodium metasilicate nonahydrate (Na2Si03 -9H20) and 18.91 of water are added to a 113.51 container fitted with a mechanical stirrer.

dissolution du sel de sodium. On ajoute ensuite 37,81 d'une suspension aqueuse à 50% en poids de carbonate de calcium broyé humide (26,3 kg de CaC03, calcite de marque Atomite de 2,5 (i, Thomson-Weinman Co.) et l'on agite le mélange durant 10 mn environ. On ajoute ensuite 5,03 kg d'une solution aqueuse à 10% en poids de 25 chlorure de calcium anhydre (CaCl2) en petites portions de 500 ml toutes les 5 mn. Après addition de la totalité du CaCl2, on agite le mélange durant 2 h. On filtre ensuite le produit minéral de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, tel que l'on désire obtenir par sa séparation du mélange 30 réactionnel, et l'on sèche ce produit minéral. dissolution of the sodium salt. Then added 37.81 of an aqueous suspension at 50% by weight of wet ground calcium carbonate (26.3 kg of CaCO 3, calcite of Atomite brand of 2.5 (i, Thomson-Weinman Co.) and the the mixture is stirred for approximately 10 minutes and then 5.03 kg of a 10% by weight aqueous solution of anhydrous calcium chloride (CaCl 2) are added in small 500 ml portions every 5 minutes. all of the CaCl2, the mixture is stirred for 2 hours, then the mineral product of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water is filtered, as is desired by its separation from the reaction mixture, and this mineral product is dried.

Exemple 14 Example 14

On prépare une série de composites de caoutchouc vulcanisés au soufre, en utilisant la formulation suivante de composite dans 35 laquelle la charge minérale particulaire que l'on utilise est le produit minéral de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau de l'exemple 13 et dans laquelle on fait varier, comme indiqué au tableau 12, la quantité de silane que l'on utilise. A series of sulfur vulcanized rubber composites are prepared using the following composite formulation in which the particulate mineral filler used is the calcium carbonate mineral product treated with water insoluble calcium silicate of example 13 and in which the quantity of silane which is used is varied, as indicated in table 12.

Formulation du composite Quantité (g) Formulation of the composite Quantity (g)

Caoutchouc naturel1 100 Natural rubber1 100

Caoutchouc de styrène/butadiène 2 100 2,100 styrene / butadiene rubber

Charge minérale 3 200 Mineral filler 3,200

Agent silanique de liaison4 comme indiqué Silanic bonding agent4 as indicated

Acide stéarique 3 Stearic acid 3

Oxyde de zinc 12 Zinc oxide 12

Soufre 4 Sulfur 4

N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfénamide .. 2,2 N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide .. 2.2

Diphénylguanidine 1,4 Diphenylguanidine 1,4

1 Feuille fumée N° 1. 1 Smoked leaf N ° 1.

2 Caoutchouc SBR 1710. 2 SBR 1710 rubber.

3 Produit minéral de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau de l'exemple 13. 3 Calcium carbonate mineral product treated with calcium silicate insoluble in water of Example 13.

4 3-Mercaptopropyltriméthoxysilane. 4 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane.

On prépare tous les composites de caoutchouc vulcanisés au soufre en opérant de la même façon, en suivant le mode opératoire indiqué dans l'exemple 4 et l'on vulcanise sur une presse à 160° C environ. On mesure les propriétés physiques des composites de caoutchouc vulcanisés au soufre, et ces propriétés sont présentées au tableau 12. All the rubber compounds vulcanized with sulfur are prepared by operating in the same way, following the procedure indicated in Example 4 and vulcanized on a press at approximately 160 ° C. The physical properties of the sulfur vulcanized rubber composites are measured, and these properties are presented in Table 12.

Tableau 12: Table 12:

Propriétés des composites vulcanisés Properties of vulcanized composites

Essai Silane Module de traction Résistance à la Allongement Dureté Shore A Silane test Traction module Elongation resistance Shore A hardness

N° (ml) à 300% traction à la rupture ' No. (ml) at 300% tensile strength at break '

(kg/cm2) (kg/cm2) (%) (kg / cm2) (kg / cm2) (%)

1 Néant 27,3 21 525 55 1 None 27.3 21,525 55

2 1,0 49 94,5 475 55 2 1.0 49 94.5 475 55

3 2,0 65,5 110,8 425 56 3 2.0 65.5 110.8 425 56

4 3,0 69,3 109,9 425 56 4 3.0 69.3 109.9 425 56

Les essais Nos 2 à 4 montrent que, lorsque l'on utilise la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium selon la présente invention avec l'agent silanique de liaison, cette charge minérale répond bien à l'action du silane, comme l'indique l'amélioration importante du module de traction du composite vulcanisé. Tests Nos 2 to 4 show that, when the mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate according to the present invention is used with the silane binding agent, this mineral filler responds well to the action of silane , as indicated by the significant improvement in the tensile modulus of the vulcanized composite.

Exemple 15 Example 15

Le présent exemple montre la production d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par le silicate de calcium insoluble dans l'eau et modifiée par de l'organosilane. The present example shows the production of a mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water and modified with organosilane.

On mélange de façon poussée 2724 g environ du carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, produit de l'exemple 13, avec environ 27,24 g de y-méthacryloxypropyl-triméthoxysilane en présence d'environ 120 ml d'un diluant constitué par de l'alcool aqueux (90% de méthanol et 10% d'eau) dans un mélangeur à tonneaux jumelés à la température ambiante durant Approximately 2724 g of calcium carbonate treated with water-insoluble calcium silicate, product of Example 13, is thoroughly mixed with approximately 27.24 g of γ-methacryloxypropyl-trimethoxysilane in the presence of approximately 120 ml a diluent consisting of aqueous alcohol (90% methanol and 10% water) in a twin barrel mixer at room temperature for

60 environ 10 à 15 mn. On récupère ensuite la charge minérale traitée par du silicate et modifiée par le silane, produit voulu ainsi formé, et l'on sèche ce produit durant 1 h à 110° C environ. 60 about 10 to 15 mins. The mineral filler treated with silicate and modified with silane, the desired product thus formed, is then recovered, and this product is dried for 1 hour at approximately 110 ° C.

Exemple 16 Example 16

65 On prépare une série de composites de polyéthylène réticulé, en utilisant la formulation suivante du composite dans laquelle on fait varier la charge minérale particulière et la quantité de silane que l'on utilise. 65 A series of crosslinked polyethylene composites is prepared, using the following formulation of the composite in which the particular mineral filler and the amount of silane used are varied.

615 896 615,896

18 18

Formulation du composite Parties en poids Composite formulation Parts by weight

Résine de polyéthylène 100 Polyethylene resin 100

Charge minérale 120 Mineral filler 120

Agent silanique de liaison1 comme indiqué Silanic bonding agent1 as indicated

Pigment bleu2 1,5 Blue pigment2 1.5

Antioxygène3 1,1 Antioxidant3 1.1

Agent de réticulation4 3,9 Crosslinking agent4 3.9

1 Y-méthacryloxypropTyltriméthoxysilane. 1 Y-methacryloxypropTyltrimethoxysilane.

2 Pigment bleu F-6279 (Ferro Corp.). 2 Blue pigment F-6279 (Ferro Corp.).

3 Age Rite Resin D; c'est une l,2-dihydro-2,2,4-triméthylquinoléine polymérisée (R.T. Vanderbilt Co.). 3 Age Rite Resin D; it is a polymerized 1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinoline (R.T. Vanderbilt Co.).

4 Dicup 40 KE; peroxyde de dicumyle (Hercules Inc.). 15 4 Dicup 40 KE; dicumyl peroxide (Hercules Inc.). 15

On prépare tous les composites de polyéthylène réticulé en opérant de la même façon suivante: All the crosslinked polyethylene composites are prepared by operating in the same way as follows:

On introduit la résine de polyéthylène dans un broyeur à deux rouleaux (température de broyage: rouleau avant 76,7°C; rouleau arrière 82,2° C; 4,55 bars de pression) et l'on forme une bande que l'on broie jusqu'à obtention-d'un produit lisse et plastique. On ajoute la moitié de la charge minérale à la bande de polymère et, lorsqu'on l'utilise, on ajoute goutte à goutte l'agent silanique de liaison, en même temps que la charge minérale, et l'on malaxe de façon poussée. On ajoute ensuite le reste de la charge et on malaxe de façon poussée, puis l'on ajoute les autres ingrédients (antioxygène, The polyethylene resin is introduced into a two roller mill (grinding temperature: front roller 76.7 ° C; rear roller 82.2 ° C; 4.55 bar pressure) and a strip is formed as the it is ground until a smooth, plastic product is obtained. Half of the mineral filler is added to the polymer strip and, when used, the silane bonding agent is added dropwise, together with the mineral filler, and kneaded thoroughly . The rest of the charge is then added and kneaded thoroughly, then the other ingredients (antioxidant,

peroxyde et pigment) que l'on malaxe également de façon poussée. On retire ensuite des rouleaux la formulation du composite et l'on moule en réticulant ou vulcanisant la formulation du composite durant 20 mn dans un moule sous compression à 160° C. On mesure les propriétés physiques moyennes des composites de polyéthylène réticulé. Ces propriétés sont indiquées au tableau 13. peroxide and pigment) which is also kneaded thoroughly. The composite formulation is then removed from the rollers and molded by crosslinking or vulcanizing the composite formulation for 20 min in a mold under compression at 160 ° C. The average physical properties of the crosslinked polyethylene composites are measured. These properties are shown in Table 13.

Au tableau 13, la charge A de l'essai N° 1 représente l'utilisation d'un carbonate de calcium du commerce, broyé, mouillé et non traité (calcite de marque Atomite; 2,5 n; Thomson-Weinman Co.); on n'utilise pas d'agent silanique de liaison dans la formulation de composite de cet essai N° 1. La charge B de l'essai N° 2 représente l'utilisation du produit minéral de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau (produit de l'exemple 13), mais l'on n'utilise pas d'agent silanique de liaison dans la formulation du composite de cet essai N° 2. La charge C de l'essai N° 3 représente l'utilisation de la composition minérale de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau, modifié par de l'organosilane (produit de l'exemple 15), et l'on n'utilise pas d'autre agent silanique de liaison dans la formulation du composite de cet essai N° 3. La charge D de l'essai N° 4 représente l'utilisation du produit minéral de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau (produit de l'exemple 13), et la formulation du composite de cet essai N° 4 contient également 1,2 partie en poids (pour 100 parties en poids du polyéthylène utilisé) de Y-méthacryloxypropyltriméthoxysilane. Dans les essais Nos 1 et 2 du tableau 13, on a mesuré le module moyen de traction à 300% alors que, pour les essais Nos 3 et 4, cette mesure a été effectuée à 200%. In Table 13, the load A of test No. 1 represents the use of a commercial calcium carbonate, ground, wet and untreated (calcite brand Atomite; 2.5 n; Thomson-Weinman Co.) ; no silane binding agent is used in the composite formulation of this test No. 1. Load B of test No. 2 represents the use of the mineral product of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water (product of Example 13), but no silane binding agent is used in the formulation of the composite of this test No. 2. The charge C of test No. 3 shows the use of the mineral composition of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water, modified with organosilane (product of Example 15), and no other is used silane binding agent in the formulation of the composite of this test No. 3. The load D of test No. 4 represents the use of the mineral product of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water (product of Example 13), and the formulation of the composite of this test No. 4 also contains 1.2 parts by weight (per 100 parts by weight polyethylene used) of Y-methacryloxypropyltrimethoxysilane. In tests Nos 1 and 2 of table 13, the mean tensile modulus was measured at 300% whereas, for tests Nos 3 and 4, this measurement was carried out at 200%.

20 20

25 25

Tableau 13: Table 13:

Propriétés des composites vulcanisés Properties of vulcanized composites

Essai Charge Module de traction Résistance à la Allongement Dureté Shore A Load test Tensile strength Elongation resistance Shore A hardness

N° minérale (kg/cm2) traction à la rupture Mineral number (kg / cm2) tensile strength at break

(kg/cm2) (%) (kg / cm2) (%)

1 A 80,5 138,2 500 95 1 A 80.5 138.2 500 95

2 B 85,05 106,3 440 96 2 B 85.05 106.3 440 96

3 C 138,3 140 250 95 3 C 138.3 140 250 95

4 D 131,4 131,4 250 95 4 D 131.4 131.4 250 95

La comparaison des essais Nos 1 et 2 montre que l'on obtient de faibles résultats dans la mesure du module de traction dans le cas des composites réticulés lorsque l'on utilise la charge minérale de carbonate de calcium non traitée ou bien la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium, mais sans agent silanique de liaison. Les essais N°s 3 et 4, qui mettent en relief la présente invention, montrent que l'on obtient des résultats fortement améliorés pour le module de traction des composites réticulés lorsque l'on utilise la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium modifié par le silane, même sans aucune addition supplémentaire d'agent silanique de liaison, et lorsque l'on utilise la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium avec un agent silanique de liaison. Ainsi, les essais Nos 3 et 4 montrent que la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium peut répondre à l'action de l'agent silanique de liaison aussi bien lorsque cette charge est modifiée par l'agent silanique de liaison avant l'addition de cette charge à la formulation du composite que lorsque l'on utilise cette charge séparément avec l'agent silanique de liaison dans la formulation du composite. The comparison of tests Nos 1 and 2 shows that poor results are obtained in the measurement of the tensile modulus in the case of crosslinked composites when the mineral filler of untreated calcium carbonate is used or the mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate, but without silane binding agent. Tests Nos. 3 and 4, which highlight the present invention, show that greatly improved results are obtained for the tensile modulus of the crosslinked composites when using the mineral filler of calcium carbonate treated with silane-modified calcium silicate, even without any additional addition of silane binding agent, and when using the calcium carbonate mineral filler treated with calcium silicate with a silane binding agent. Thus, tests Nos 3 and 4 show that the mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate can respond to the action of the silane bonding agent as well when this charge is modified by the silane bonding agent before the addition of this filler to the formulation of the composite than when this filler is used separately with the silane binding agent in the formulation of the composite.

Exemple 17 Example 17

Le présent exemple montre la production d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau et modifié par de l'organosilane. The present example shows the production of a mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water and modified with organosilane.

On mélange de façon poussée environ 2,27 kg du produit minéral ' 45 de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau (produit de l'exemple 13) avec environ 22,7 g de vinyl-tris-(2-méthoxyéthoxy)silane en présence d'environ 120 ml d'un diluant formé par de l'alcool aqueux (90% de méthanol et 10% d'eau) dans un mélangeur à tonneaux jumelés à la température so ambiante durant environ 10 à 15 mn. On récupère ensuite la charge minérale traitée par du silicate et modifiée par le silane, constituant le produit voulu ainsi formé, et l'on sèche ce produit dans un four durant 2 h à 107° C environ. On trouve qu'en utilisant cette charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium 55 insoluble dans l'eau et modifiée par du silane, on améliore les propriétés de module de traction d'un composite élastomère vulcanisé par du soufre, par rapport au même composite dans lequel on utilise une charge minérale de carbonate de calcium non traitée. Cela montre l'action de l'agent silanique de liaison et l'aptitude de la so charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium à répondre à cette action de l'agent silanique de liaison lors de la production de la charge minérale traitée par du silicate et modifiée par le silane. Approximately 2.27 kg of the mineral product '45 of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water (product of Example 13) is mixed with approximately 22.7 g of vinyl-tris- ( 2-methoxyethoxy) silane in the presence of approximately 120 ml of a diluent formed by aqueous alcohol (90% methanol and 10% water) in a twin barrel mixer at ambient temperature for approximately 10 to 15 mins. The mineral filler treated with silicate and modified with silane is then recovered, constituting the desired product thus formed, and this product is dried in an oven for 2 hours at approximately 107 ° C. It is found that by using this inorganic filler of calcium carbonate treated with calcium silicate 55 insoluble in water and modified with silane, the properties of tensile modulus of an elastomer composite vulcanized by sulfur are improved, by compared to the same composite in which an untreated calcium carbonate mineral filler is used. This shows the action of the silane bonding agent and the ability of the mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate to respond to this action of the silane bonding agent during the production of the filler. mineral treated with silicate and modified with silane.

65 Exemple 18 65 Example 18

Le présent exemple montre la production d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau et modifiée par de l'organosilane. The present example shows the production of a mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water and modified with organosilane.

19 19

615 896 615,896

On mélange de façon poussée environ 2,27 kg du produit minéral de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau (produit de l'exemple 13) avec environ 22,7 g de y-métha-cryloxypropyltriméthoxysilane en présence d'environ 120 ml d'un diluant constitué par de l'alcool aqueux (90% de méthanol et 10% s d'eau) dans un mélangeur à tonneaux jumelés à la température ambiante durant 10 à 15 mn environ. On récupère ensuite la charge minérale traitée par le silicate et modifiée par le silane, constituant le produit voulu ainsi formé, et l'on sèche ce produit dans un four durant 2 h à 107° C environ. On trouve qu'en utilisant la charge io minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau et modifiée par du silane, on améliore les propriétés de module de traction d'un composite élastomère vulcanisé par le soufre, par rapport aux propriétés du même composite dans lequel on a utilisé une charge minérale de carbonate de calcium non 15 traitée. Cela montre l'aptitude à la réponse de la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium et par l'agent silanique de liaison pour la production de la charge minérale traitée par du silicate et modifiée par le silane. About 2.27 kg of the calcium carbonate mineral product treated with calcium silicate insoluble in water (product of Example 13) are mixed in a thorough manner with about 22.7 g of y-metha-cryloxypropyltrimethoxysilane in the presence approximately 120 ml of a diluent consisting of aqueous alcohol (90% methanol and 10% s of water) in a twin barrel mixer at room temperature for approximately 10 to 15 minutes. The mineral filler treated with the silicate and modified with the silane is then recovered, constituting the desired product thus formed, and this product is dried in an oven for 2 hours at approximately 107 ° C. It is found that by using the inorganic filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water and modified with silane, the properties of tensile modulus of an elastomer composite vulcanized by sulfur are improved, by with respect to the properties of the same composite in which a mineral filler of untreated calcium carbonate was used. This shows the responsiveness of the mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate and the silane binding agent for the production of the mineral filler treated with silicate and modified with silane.

20 20

Exemple 19 Example 19

Le présent exemple montre la production d'une charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium insoluble dans l'eau et modifiée par de l'organosilane. The present example shows the production of a mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate insoluble in water and modified with organosilane.

On mélange de façon poussée environ 2,27 kg du produit minéral de carbonate de calcium traité par du silicate de calcium insoluble dans l'eau (produit de l'exemple 13) avec environ 22,7 g de y-amino-propyltriéthoxysilane en présence d'environ 120 ml d'un diluant constitué par de l'alcool aqueux (90% de méthanol et 10% d'eau) dans un mélangeur à tonneaux jumelés à la température ambiante durant environ 10 à 15 mn. On récupère ensuite la charge minérale traitée par du silicate et modifiée par du silane, constituant le produit voulu ainsi formé, et l'on sèche ce produit dans un four durant 2 h à 107° C environ. On trouve qu'en utilisant cette charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium et modifiée par du silane, on améliore les propriétés du module de traction d'un composite de chlorure de polyvinyle thermoplastique par rapport aux propriétés du même composite dans lequel on a utilisé une charge minérale de carbonate de calcium non traitée. Cela montre l'aptitude à la réponse de la charge minérale de carbonate de calcium traitée par du silicate de calcium et par l'agent silanique de liaison lors de la production de la charge minérale traitée par du silicate et modifiée par du silane. About 2.27 kg of the mineral calcium carbonate product treated with calcium silicate insoluble in water (product of Example 13) are mixed in a thorough manner with about 22.7 g of γ-amino-propyltriethoxysilane in the presence approximately 120 ml of a diluent consisting of aqueous alcohol (90% methanol and 10% water) in a twin barrel mixer at room temperature for approximately 10 to 15 minutes. The mineral filler treated with silicate and modified with silane is then recovered, constituting the desired product thus formed, and this product is dried in an oven for 2 h at approximately 107 ° C. It is found that by using this mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate and modified with silane, the properties of the tensile modulus of a thermoplastic polyvinyl chloride composite are improved compared to the properties of the same composite in which used an untreated calcium carbonate mineral filler. This shows the ability of the mineral filler of calcium carbonate treated with calcium silicate and the silane binding agent to respond to the production of the mineral filler treated with silicate and modified with silane.

r r

Claims (9)

615 896615,896 1. Procédé pour préparer un produit minéral silicaté et modifié par un organosilane, caractérisé en ce que: a) on met, en présence d'eau, la surface d'une matière minérale insoluble dans l'eau, et qui est choisie parmi les carbonates de métaux, les sulfates de métaux et leurs mélanges, le métal étant choisi parmi le baryum, le calcium, le magnésium, le zinc, le strontium, le béryllium et leurs mélanges, en contact avec un silicate de métal insoluble dans l'eau, précipité et non séché, le métal de ce silicate étant choisi parmi l'aluminium, le baryum, le bérylium, le cadmium, le calcium, le cobalt, le cuivre, le fer, le plomb, le lithium, le magnésium, le manganèse, le mercure, le nickel, l'argent, le strontium, l'étain, le zinc, le zirconium et les métaux des terres rares ayant des nombres atomiques compris entre 57 et 71, inclusivement, et leurs mélanges, la quantité du silicate utilisé se situant entre 0,1 partie en poids et 20 parties en poids pour 100 parties en poids de la matière minérale utilisée; b) on sèche le silicate sur la surface de la matière minérale ; c) on met en contact le produit avec un agent organosilanique de liaison choisi parmi les silanes à groupe organique fonctionnel répondant à la formule: 1. A process for preparing a silicate mineral product modified with an organosilane, characterized in that: a) the surface of a mineral matter insoluble in water is put in the presence of water and which is chosen from metal carbonates, metal sulfates and their mixtures, the metal being chosen from barium, calcium, magnesium, zinc, strontium, beryllium and their mixtures, in contact with a metal silicate insoluble in water , precipitated and not dried, the metal of this silicate being chosen from aluminum, barium, berylium, cadmium, calcium, cobalt, copper, iron, lead, lithium, magnesium, manganese , mercury, nickel, silver, strontium, tin, zinc, zirconium and rare earth metals having atomic numbers between 57 and 71, inclusive, and their mixtures, the amount of silicate used between 0.1 part by weight and 20 parts by weight per 100 parts by weight of the material mineral used; b) drying the silicate on the surface of the mineral material; c) the product is brought into contact with an organosilane binding agent chosen from silanes with a functional organic group corresponding to the formula: R'a Ra R-Si—(X)3_a où R, qui contient un atome de carbone directement relié à l'atome de silicium de la formule ci-dessus, représente un radical organique comportant au moins un groupe fonctionnel comme substituant; R' représente un radical choisi parmi R et un radical hydrocarboné monovalent; a est 0 ou 1, et X représente un groupe hydrolysable, ou avec un produit d'hydrolyse de ces silanes, un produit de condensation de ces silanes ou leurs mélanges. R-Si— (X) 3_a where R, which contains a carbon atom directly linked to the silicon atom of the above formula, represents an organic radical comprising at least one functional group as a substituent; R 'represents a radical chosen from R and a monovalent hydrocarbon radical; a is 0 or 1, and X represents a hydrolyzable group, or with a hydrolysis product of these silanes, a condensation product of these silanes or their mixtures. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière minérale est le carbonate de calcium. 2. Method according to claim 1, characterized in that the mineral material is calcium carbonate. 2 2 REVENDICATIONS 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le carbonate de calcium est d'origine naturelle. 3. Method according to claim 2, characterized in that the calcium carbonate is of natural origin. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le métal du silicate est choisi parmi le baryum, le calcium et le zinc. 4. Method according to claim 2, characterized in that the metal of the silicate is chosen from barium, calcium and zinc. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le silicate est un silicate de calcium. 5. Method according to claim 4, characterized in that the silicate is a calcium silicate. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le silicate, le rapport entre l'oxyde de métal et Si02 est inférieur à 3,1 et la quantité de silicate utilisé se situe entre 0,3 et 10 parties en poids pour 100 parties en poids du carbonate de calcium utilisé. 6. Method according to claim 4, characterized in that, in silicate, the ratio between the metal oxide and SiO2 is less than 3.1 and the amount of silicate used is between 0.3 and 10 parts by weight per 100 parts by weight of the calcium carbonate used. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours du stade a), on précipite le silicate en présence de la matière minérale. 7. Method according to claim 1, characterized in that, during stage a), the silicate is precipitated in the presence of the mineral matter. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, au cours du stade a), on précipite le silicate en présence du carbonate de calcium. 8. Method according to claim 6, characterized in that, during stage a), the silicate is precipitated in the presence of calcium carbonate. 9. Application du procédé selon la revendication 1 à la préparation d'un polymère contenant le produit minéral silicaté et modifié par un organosilane comme charge, caractérisée en ce que l'on prépare d'abord le produit minéral modifié et l'ajoute à un polymère ou en ce que l'on effectue l'étape c) du procédé selon la revendication 1 en présence d'un polymère. 9. Application of the method according to claim 1 to the preparation of a polymer containing the silicate mineral product and modified with an organosilane as filler, characterized in that the modified mineral product is first prepared and added to a polymer or in that step c) of the process according to claim 1 is carried out in the presence of a polymer.
CH717675A 1974-06-05 1975-06-04 Process for preparing a silicate-containing inorganic product modified with an organosilane CH615896A5 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47656774A 1974-06-05 1974-06-05
US56781775A 1975-04-14 1975-04-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH615896A5 true CH615896A5 (en) 1980-02-29

Family

ID=27045213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH717675A CH615896A5 (en) 1974-06-05 1975-06-04 Process for preparing a silicate-containing inorganic product modified with an organosilane

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS555548B2 (en)
CA (1) CA1067762A (en)
CH (1) CH615896A5 (en)
DE (1) DE2524863C3 (en)
FR (2) FR2346420A1 (en)
GB (1) GB1507745A (en)
IT (1) IT1038686B (en)
SE (1) SE415028B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3014620A1 (en) * 1980-04-16 1981-10-29 MD Papierfabriken Heinrich Nicolaus GmbH, 8060 Dachau Modified calcium carbonate contg. other cations of specified radius - has increased acid resistance and is useful in paper mfr.
DE3014622A1 (en) * 1980-04-16 1981-10-29 MD Papierfabriken Heinrich Nicolaus GmbH, 8060 Dachau Filled paper for laminate contg. modified calcium carbonate - in which calcium is partly replaced by other metal cations
EP0110322A1 (en) * 1982-11-24 1984-06-13 Western Electric Company, Incorporated Improved filler-polymer composites
GB2134094B (en) * 1982-12-28 1987-07-22 Onahama Sakai Kagaku Kk A method of producing surface-treated barium sulfate and a resin composition including the same
JPH01161075A (en) * 1987-12-17 1989-06-23 Kansai Paint Co Ltd Pigment dispersion
US6623555B1 (en) 2000-06-01 2003-09-23 Jukka P. Haverinen Composite precipitated calcium carbonate/silicon compound pigment and method of making same
CA2645729A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Akzo Nobel N.V. Process for preparing a rubber composition, rubber composition obtained therefrom, and use thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH432696A (en) * 1960-02-18 1967-03-31 Bayer Ag Process for the preparation of improved fillers containing calcium carbonate and silica

Also Published As

Publication number Publication date
DE2524863C3 (en) 1980-10-02
GB1507745A (en) 1978-04-19
IT1038686B (en) 1979-11-30
DE2524863B2 (en) 1980-01-31
JPS516898A (en) 1976-01-20
SE415028B (en) 1980-09-01
FR2346420A1 (en) 1977-10-28
DE2524863A1 (en) 1975-12-11
FR2292748B1 (en) 1979-07-13
JPS555548B2 (en) 1980-02-07
SE7506413L (en) 1976-02-27
CA1067762A (en) 1979-12-11
FR2292748A1 (en) 1976-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4167423A (en) Silane reactive mineral fillers
DE60121013T2 (en) RUBBER COMPOSITION COMPRISING A POLYFUNCTIONAL ORGANOSILAN AS A LIQUID
EP0126186B1 (en) Elastic moulding composition, method for its preparation and moulding, and its use
LU82715A1 (en) SILAN / FUELLSTOFF-PRAEPARATIONEN, VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG UND ANWENDUNG DERSELBEN
US3767605A (en) Method for preparation of rubber crumb
DE1270716C2 (en) Means for improving the adhesion of polymers to substrates
EP0915132A1 (en) Rubber compositions for treads based on elastomers having oxygen containing group and on a silica-type filler
EP1255786B1 (en) Method for preparing masterbatches based on polymers and mineral particles and resulting masterbatches
RU2630532C2 (en) Siliconide dioxide mixture, prepared from emulsion and soluble rubber
EP0692492A1 (en) Silica-reinforced rubber compositions suitable for treads
CA2248197A1 (en) Composite particles including an organic polymer and an oxide and/or hydroxide
EP1472297A2 (en) Core-shell structured silicone rubber graft polymers, impact-resistant modified molding compounds and molded bodies and method for producing the same
FR2532320A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING SYNTHETIC POLYMER AND SILICA MIXTURE
FR2627773A1 (en) FINE PARTICLES OF POLYORGANOSILSESQUIOXANE AND PROCESS FOR PRODUCING THESE PARTICLES
CH615896A5 (en) Process for preparing a silicate-containing inorganic product modified with an organosilane
WO2003102056A1 (en) Self-cleaning synthetic body and method for producing the same
CA2243323C (en) Water-redispersible powders of film-forming polymers prepared from ethyl enically unsaturated monomers
EP1304347B1 (en) Rubber granules containing silicates and/or oxidic fillers
EP1209193A2 (en) Powdery modified rubber powder which contains a silicate filler produced via suspension precipitation, process for obtaining the same and use
JP2001521572A (en) Surface-modified oxide or siliceous filler and use thereof
JP5738468B2 (en) Silica-containing modified natural rubber material and method for producing the same
WO2005007738A1 (en) Coupling agent for an elastomeric composition comprising a reinforcing filler
JP2001302234A (en) Method for treating surface of aluminum hydroxide
EP3526224A1 (en) Dissymmetric compounds carrying binding groups
CN114316369A (en) Modified white carbon black and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased