FR2820343A1 - Procede d'emulsion d'une phase huileuse silicone dans une phase aqueuse, emulsion resultante, et application a la production d'emulsions antimousses - Google Patents

Abstract

L'invention concerne l'émulsification d'une phase huileuse silicone dans une phase aqueuse.L'invention permet d'obtenir une émulsion silicone aqueuse stable, sans broyage ni mélange, sous fort cisaillement sans inversion de phase, rapidement, aisément, et de manière productive.Le procédé selon l'invention consiste à faire passer en continu à la phase huileuse silicone la phase aqueuse et un colloïde protecteur (alcool polyvinylique APV) au travers d'un mélangeur continu à faible cisaillement (mélangeur statique) en effectuant les réglages de flux nécessaires pour éviter une inversion de phase et obtenir une émulsion directe primaire huile-dans-eau. On effectue ensuite un enrichissement à l'aide d'une phase huileuse d'enrichissement par passage au travers du même mélangeur dans un mélangeur différent. On peut éventuellement mettre en oeuvre une étape d'affinage de l'homogénéisation entre l'obtention de l'émulsion primaire et l'enrichissement.On prépare ainsi des émulsions silicones, notamment antimousses huile-dans-eau, fines et monodispersées, c'est-à-dire de granulométrie telle que la médiane de la distribution gaussienne soit de l'ordre de 10 + 5 m, et telle que l'émulsion soit exempte de particules de diamètre supérieur à 100 m. L'invention vise également les émulsions silicones antimousses.

Description

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Procédé d'émulsification d'une phase huileuse silicone dans une phase aqueuse, émulsion résultante, et application à la production d'émulsions antimousses
Le domaine de l'invention est celui de la préparation d'émulsions aqueuses stables de substances insolubles dans l'eau, en particulier des silicones comprenant au moins une huile PolyOrganoSiloxane (POS).

Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de mise en émulsion d'une phase huileuse silicone dans une phase aqueuse.

L'invention vise également l'émulsion ainsi obtenue et plus particulièrement une émulsion de ce type utile comme agent silicone anti-mousse.

Le principe de base pour émulsifier des substances insolubles dans l'eau telles que les silicones, consiste généralement à disperser finement la substance à émulsifier (par exemple une huile silicone) dans l'eau en présence d'un émulsifiant. Cette dispersion est en fait le résultat d'un mélange d'une phase aqueuse et d'une phase huileuse avec broyage, c'est-à-dire sous fort cisaillement, lequel produit peut être par exemple : * par un broyeur colloïdal * par une émulsionneuse à pression élevée * ou par une émulsionneuse à ultra sons ou à vibrations.

Pour plus de détails sur les émulsionneuses connues, on se référera, par exemple à l'ouvrage :"ULLMANNS-ENCYKLOPÂDtE DER TECHNISCHEN CHEMtE"3 édition, tome 6 (1955), page 502/503 Verlag Urban et Schwarzenberg, Munich-Berlin.

A ce stade de l'exposé, il paraît utile de préciser que l'on distingue dans la technique, les procédés d'émulsification directe des procédés d'émulsification par inversion.

Les procédés d'émulsification directe pour l'obtention d'émulsions de type huile-dans-eau sont des procédés dans lesquels l'émulsion est tout au long de sa préparation et dès sa formation, une émulsion directe, c'est-à-dire une émulsion huile-dans-eau. Les procédés par émulsification directe ne sont pas adaptés à la préparation, à l'échelle industrielle, d'émulsions fortement concentrées en huile. Dans ce cas, en effet, la phase huileuse doit être ajoutée lentement à la phase aqueuse, ce qui n'est pas souhaitable du point de vue des délais d'exécution.

Les procédés d'émulsification par inversion pour l'obtention d'émulsions de type huiledans-eau impliquent la formation préalable d'une émulsion eau-dans-huile (couramment désignée émulsion inverse), puis l'inversion de cette émulsion, conduisant à une émulsion huile-dans-eau. Les procédés d'émulsification par inversion connus dans la technique n'aboutissent pas tous à la préparation d'émulsions fines et"monodispersées".

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Le terme"monodispersé"signifie répartition granulométrique monopopuiée, c'est à dire présentant une seule distribution de taille, généralement de type gaussienne, sans recouvrement.

Dans le cadre de l'invention, on vise la préparation d'émulsions directes du type huile-dans-eau.

On sait par ailleurs que faute de fournir un travail mécanique de broyage important, il est difficile d'obtenir des émulsions stables. En contrepartie, le broyage sous fort cisaillement provoque un échauffement des constituants de l'émulsion à des températures élevées. Il est donc difficile, voire impossible, d'obtenir des émulsions fines comportant un ou plusieurs constituants thermosensibles. Par exemple, lorsque la phase huileuse comprend un solvant organique en plus du silicone, l'échauffement induit par le fort cisaillement peut provoquer la solubilisation du tensioactif dans la phase huileuse, ce qui favorise la formation d'émulsions inverses du type eau-dans-huile. Or, comme indiqué supra, on s'intéresse dans le cadre de l'invention à la préparation d'émulsions directes du type huile-dans-eau. Un constituant thermosensible est un composé sensible à la température par nature ou rendu sensible à la température du fait de son association avec d'autres composés présents dans l'émulsion.

De plus, dans les émulsions comprenant une phase huileuse (par exemple à base de silicone) et une phase aqueuse, et obtenues par les techniques traditionnelles, il est souvent nécessaire d'ajouter un solvant organique pour adapter la viscosité de la phase interne à celle de la phase externe.

Un autre inconvénient de ces procédés connus par émulsification directe, provient du fait qu'ils ne permettent d'émulsifier qu'une quantité relativement faible de substances insolubles (huiles silicones) dans l'eau, ce qui conduit à des émulsions assez diluées.

On évoque ci-après un certain nombre de références de l'art antérieur, divulguant des propositions techniques non satisfaisantes, fondées sur les principes décrits cidessus.

La demande de brevet français n 2 333 562 divulgue un procédé présenté comme permettant de réaliser, en une seule opération, une émulsion stable de substances insolubles dans l'eau (huiles silicones), peu à moyennement visqueuses, sans travail mécanique important. Selon ce procédé, on met en oeuvre un appareil de malaxage à vis sans fin contenant un mélange d'émulsifiants et d'eau, et on ajoute lentement, en trois heures et demi environ, un mélange de polyméthylhydrogénosiloxane et de polydiméthylsiloxane. On effectue ensuite l'émulsification à l'aide d'un agitateur planétaire incorporé fonctionnant à grande vitesse. L'ajout d'huile silicone provoque une augmentation de la viscosité. On maintient l'agitation pendant une heure après

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l'incorporation de silicone. Et on procède enfin à une émulsion par mélange avec de l'eau.

L'émulsifiant et l'eau sont présents respectivement à raison de 10 à 18% en poids et 6 à 14% en poids par rapport au silicone. La quantité d'eau représentant 0,4 à 1,7 fois la quantité d'émulsifiant.

On est ici en présence d'une émulsification sous fort cisaillement avec toutes les contraintes que cela entraîne en termes d'échauffement et de consommation d'énergie de l'émulsionneuse, entre autres.

La demande de brevet français no 2 697 025 est relative à un procédé de préparation d'émulsion aqueuse et/ou de gomme et/ou de résine silicone par malaxage à l'aide d'un système d'agitation par exemple du type à pâle raclante, d'une huile silicone a, co-bis (triméthyl) polydiméthylsiloxane de viscosité très forte, égale à 100 Pa. s, d'un tensioactif du type de dodécylsulfate de sodium, d'eau et d'au moins un polymère hydrosoluble épaississant par exemple du type alcool polyvinylique ou polymère cellulosique (e. g. hydroxyéthylcellulose) exemple 26]. Les quantités de tensioactifs et d'épaississants sont telles que la viscosité de la phase aqueuse est au moins égale à celle de la phase huileuse silicone et le malaxage est réalisé pendant une durée suffisante pour obtenir une émulsion du type huile-dans-eau de granulométrie comprise entre 0,1 et 5 um. On procède ensuite à une dilution éventuelle du milieu avec de l'eau.

Il s'agit là d'un procédé non continu dans lequel l'émulsification se fait sous très fort cisaillement avec les inconvénients y afférents.

On connaît également au travers d'une demande de brevet français no 99/11091 non encore publiée à la date de dépôt de la présente demande, un procédé d'émulsification sans broyage, d'un silicone dans l'eau dans lequel : - on prépare une émulsion primaire du type huile-dans-eau comprenant un tensioactif et une huile silicone sous un cisaillement inférieur à 100 s-1 par addition d'une phase aqueuse à une phase huileuse silicone, en choisissant les proportions phase aqueuse/phase huileuse de telle sorte que puisse se produire une inversion de phase conduisant à une émulsion primaire de type huile-dans-eau, le rapport pondéral du tensioactif à l'eau étant par ailleurs tel qu'un mélange dans ce même rapport de l'eau et du tensioactif conduise à une phase organisée à l'exclusion d'une phase inverse ; - on enrichit ensuite l'émulsion primaire sous cisaillement inférieur à 100 s-1 à l'aide d'une phase huileuse d'enrichissement.

La phase aqueuse comprend de l'eau et un tensioactif quantitativement et qualitativement sélectionnés pour former une phase organisée de tensioactif dans l'eau,

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tandis que la phase huileuse comprend un ou plusieurs POS et éventuellement une charge siliceuse ou non siliceuse (par exemple silice colloïdale, silice de combustion ou de précipitation), de granulométrie comprise entre 0,001 à 300 um.

Selon ce procédé, on s'affranchit des contraintes de fort cisaillement, en ayant recours à une phase organisée de tensioactif et à une inversion de phase obligatoire.

La demande de brevet japonais JP-62 27 7110 concerne plus spécifiquement une émulsion silicone aqueuse utile à titre d'agent antimousse. Le dessein de l'invention objet de cette demande de brevet japonais est de proposer une émulsion silicone aqueuse antimousse, présentant une stabilité accrue sans excès d'émulsifiant, de nature à réduire le volume moyen des particules de phase interne silicone huileuse, ce qui a pour conséquence directe une diminution significative des propriétés antimousse.

Un autre but de cette invention antérieure est le contrôle de la granulométrie des émulsions silicones aqueuses du type huile-dans-eau. L'émulsion selon cette invention comprend ainsi : a) de l'eau comme milieu d'émulsion, b) un agent tensioactif dissous dans la phase aqueuse (0,1-1, 5 % par rapport au
POS+charge silicique), c) une composition silicone comprenant un POS et une charge de silice finement divisée et dispersée dans le milieu aqueux sous la forme de particules émulsifiées, de granulométrie comprise entre 6 et 18 um, d) éventuellement un agent épaississant comme par exemple un produit cellulosique ou un un alcool polyvinylique partiellement saponifié (5 % par rapport au POS+charge silicique), e) éventuellement un agent antiseptique.

L'émulsification est réalisée à une température comprise entre 5 et 50 C, à l'aide d'un homogénéiseur, à haute vitesse donc sous fort cisaillement, et par un procédé d'inversion de phase conduisant à une émulsion eau-dans-huile. Selon ce procédé, on prépare dans un premier temps, une émulsion eau-dans-huile qui est ensuite inversée sous fort cisaillement en émulsion huile-dans-eau. On retrouve donc les inconvénients liés au fort cisaillement subi lors de l'émulsification.

Force est donc de constater qu'il existe toujours un besoin non satisfait par l'art antérieur, pour un procédé d'obtention d'émulsions aqueuses stables de substances insolubles dans l'eau, telles que des huiles silicones, lequel procédé devant répondre au cahier des charges suivant :

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pas de broyage ni de mélange sous fort cisaillement entraînant un échauffement ; pas de passage obligé par une inversion de phase conduisant à une émulsion huile-dans-eau ; pas de durée d'émulsification exagérément longue incompatible avec les exigences de faisabilité industrielle ; - pas de mise en oeuvre lourde compliquée et délicate ; faible coût de revient ; - possibilité d'avoir des constituants thermosensibles dans l'émulsion ;

- possibilité de mise en oeuvre à température ambiante ; possibilité de fonctionnement continu de manière productive ; - obtention d'émulsions antimousses huile-dans-eau, fines et "monodispersées", c'est-à-dire de granulométrie telle que la médiane de la distribution granulométrique gaussienne soit-par exemple-de l'ordre de 10 +
5 um et telle que ces émulsions soient (pratiquement) exemptes de particules de diamètre supérieur à 100um ; rapport pondéral huile/tensioactif très élevé par exemple supérieur à 9/1 ; - stabilité de l'émulsion dans le temps.

Un objectif essentiel de la présente invention est de fournir un procédé d'émulsification satisfaisant à ce cahier des charges.

Un autre objectif essentiel de l'invention est de fournir un procédé permettant l'émulsification, par voie directe, d'huiles visqueuses ou faiblement visqueuses, éventuellement en présence d'un ou plusieurs constituants thermosensibles, avec contrôle de la granulométrie et de la polydispersité.

Un autre objectif essentiel de l'invention est de fournir une émulsion directe huiledans-eau, stable, de granulométrie fine et monodispersée et de faible prix de revient.

Un autre objectif essentiel de l'invention est de fournir un agent antimousse de type silicone, à base de l'émulsion telle qu'obtenue par le procédé sus-visé.

Un autre objectif essentiel de l'invention est de proposer l'utilisation, à titre d'agent antimousse, d'une émulsion silicone aqueuse directe huile-dans-eau, stable et monodispersée, telle qu'obtenue par le procédé sus-visé.

Ces objectifs parmi d'autres sont atteints par la présente invention qui concerne tout d'abord un procédé d'émulsification directe, en continu, sans broyage ni inversion de phase, de silicone dans l'eau, ce procédé consistant essentiellement à :
1) mettre en oeuvre :

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.. une phase huileuse silicone comprenant au moins un polyorganosiloxane (POS), .. une phase aqueuse contenant de l'eau, .. et au moins un colloïde protecteur,
2) faire passer-en continu-la phase huileuse silicone, la phase aqueuse et le colloïde protecteur au travers d'au moins un mélangeur continu à faible cisaillement, en ajustant les débits des flux d'alimentation du mélangeur, à savoir notamment le flux (ph de phase huileuse silicone et le flux (Pa de phase aqueuse, de manière à obtenir, au sortir dudit mélangeur, une émulsion directe primaire huile-dans-eau dont la concentration en huile silicone soit inférieure à la concentration maximale Cmax au-dessus de laquelle se produirait une inversion de phase,
3) éventuellement recueillir l'émulsion directe primaire obtenue à l'étape 2,
4) éventuellement faire passer l'émulsion directe primaire obtenue à l'étape 2, au moins une fois au travers d'au moins un mélangeur continu à faible cisaillement -de préférence le même qu'à l'étape 2-, (sans enrichissement en huile : étape d'affinage),
5) faire passer au travers d'au moins un mélangeur continu à faible cisaillement- de préférence le même qu'à l'étape 2-, cette émulsion directe primaire et au moins une phase huileuse silicone d'enrichissement, en ajustant les débits des flux d'alimentation dudit mélangeur, à savoir notamment le flux (peu en émulsion directe primaire à enrichir et le flux (pue en huile silicone d'enrichissement, de manière à obtenir, au sortir du mélangeur, une émulsion enrichie dont la concentration en huile silicone soit inférieure à la concentration maximale Cmax au-dessus de laquelle se produirait une inversion de phase,
6) éventuellement recueillir l'émulsion enrichie obtenue à l'étape 5,
7) éventuellement poursuivre l'enrichissement de l'émulsion enrichie obtenue à l'étape 5 en répétant cette étape 5 jusqu'à atteindre la concentration finale souhaitée en huile silicone et/ou jusqu'à obtention de la granulométrie souhaitée,
8) recueillir l'émulsion finale.

Le caractère innovant du procédé selon l'invention découle du fait que la réalisation de l'émulsion s'opère en continu sans broyage (donc sans cisaillement élevé ni échauffement), sans inversion d'émulsion, à l'aide d'un type particulier de mélangeur, à savoir les mélangeurs continus à faible cisaillement, de préférence les mélangeurs

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statiques, en faisant intervenir dans ce mode opératoire un colloïde protecteur, de préférence dans la phase aqueuse, pour in fine parvenir à une émulsion huile-dans-eau, stable et à granulométrie contrôlée sur le plan de la taille et de la dispersité.

Il s'agit là d'une démarche industrielle qui passe par la préparation d'une émulsion très concentrée en colloïde protecteur, pour faire place ensuite à un enrichissement en huile silicone, en une ou plusieurs étapes, pour atteindre une teneur en phase huileuse plus élevée, par exemple correspondant à un ratio colloïde protecteur/phase huileuse silicone de l'ordre de 13 + 5 % en poids.

Le protocole selon l'invention permet de produire des émulsions d'huile-dans-eau, stables, et dont la répartition granulométrique est mieux contrôlée, en particulier plus centrée sur une médiane de taille de l'ordre de 10 + 2 um.

Conformément à l'invention, on procède par enrichissements successifs à l'aide d'outils mélangeurs peu cisaillants.

Sur le plan de la granulométrie, on obtient une signature gaussienne pour la taille des particules de phase interne huileuse, centrée entre 2 et 20 um, de préférence entre

10 et 20 um.

Suivant une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, le colloïde protecteur est compris dans la phase aqueuse, de préférence sous forme d'une solution aqueuse de colloïde protecteur titrant : de 0,1 à 50 % poids, de 1 à 30 % poids, de 5 à 10 % poids.

S'agissant toujours du colloïde protecteur, on précisera que, sur le plan qualitatif, ce dernier est sélectionné de préférence parmi les Alcools PolyVinyliques (APV) et leurs mélanges.

Les alcools polyvinyliques (APV) sont des composés obtenus indirectement à partir de leur esters, par hydrolyse en milieu aqueux ou par alcoolyse en milieu anhydre. En pratique, les esters utilisés comme matière première sont couramment les acétates de polyvinyles. Généralement, l'hydrolyse des esters conduisant aux APV n'est pas complète. Il reste dans la molécule des radicaux acyles dont la proportion influe sur les propriétés de l'APV, notamment sur sa solubilité. Un mode de définition des APV repose donc sur l'indication de l'indice d'ester (I. E) qui est inversement proportionnel au taux d'hydrolyse. La mesure de l'LE. s'effectue de manière connue en soi, par neutralisation de l'acidité éventuelle de l'alcool polyvinylique, saponification des groupes acyles et titrage de l'excès d'alcalin de saponification.

Les alcools polyvinyliques selon l'invention sont également caractérisés par leur degré de condensation que l'on peut évaluer par la détermination de la viscosité dynamique d'une

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solution type (désignée par lldt dans le présent exposé), sachant que cette variable est d'autant plus élevée que le degré de condensation est plus grand. La viscosité lldt correspond au coefficient de viscosité dynamique d'une solution aqueuse d'APV à 4% en poids, mesuré à une température de 20 +/- 5OC, à l'aide d'un viscosimètre d'Ostwald.

Avantageusement, les APV mis en oeuvre ont : un LE tel que : # I.E # 70, # de préférence I.E # 90, # et plus préférentiellement encore 100 : i. E 200 et une viscosité dynamique T) dt (mPa. s) telle que :

nutz 250 de préférence nutz 180 et plus préférentiellement encore 100 T) dt < 180.

En pratique, l'APV mis en oeuvre est par exemple tel que : lldt = 25 +/-5 mPa. s et LE E 140+/-10.

L'un des domaines d'application où l'on tire particulièrement bénéfice des avantages du procédé selon l'invention, est le domaine des émulsions silicones antimousses.

Une émulsion silicone aqueuse antimousse comporte une phase huileuse silicone à base d'au moins une huile POS et d'une charge de particulaire.

Ainsi, sur une variante intéressante du procédé selon l'invention appliquée à la fabrication d'émulsions silicones aqueuses antimousses, la phase huileuse silicone est chargée en particules d'un composé choisi dans le groupe comportant les silices, de préférence les silices de combustion et/ou les silices de précipitation et/ou les silices colloïdales, les terres de diatomées, le quartz broyé, le carbonate de calcium, l'alumine hydratée, l'hydroxyde de magnésium, le noir de carbone, le dioxyde de titane, l'oxyde d'aluminium,

la vermiculite, l'oxyde de zinc, le mica, le talc, l'oxyde de fer, le sulfate de baryum, la chaux éteinte, et leurs mélanges.

En pratique, la charge est de préférence une charge silicique constituée par des particules de silice finement divisées, susceptibles d'être obtenues par voie sèche ou par voie humide (silice précipitée, silice XEROGEL#, silice de combustion) ; ces silices étant éventuellement soumises à un traitement de surface à l'aide de groupements organosilyles, destinés à leur conférer de l'hydrophobicité. Différentes charges siliciques sont disponibles sur le marché.

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La charge silicique a de préférence une surface spécifique d'au moins 50 m2fg déterminée par la méthode BET.

La quantité de charge silicique dans la phase huileuse silicone peut par exemple être comprise dans l'intervalle 1 à 40 parties en poids ou de préférence 3 à 20 parties en poids pour 100 parties en poids de POS.

La granulométrie de cette charge est généralement de l'ordre de 0,001 à 300 um.

Les POS émulsifiables par le procédé de l'invention sont, par exemple, des huiles, des gommes ou des résines polyorganosiloxaniques.

Parmi les huiles et les gommes polyorganosiloxaniques pouvant être mises en oeuvre, on peut citer celles constituées des motifs de formule : R'3-aRaSiOi/2 et R2SiO formules où : - a est un entier de 0 à 3 - les radicaux R sont identiques ou différents et représentent : 'un groupe hydrocarboné aliphatique saturé ou insaturé contenant de 1 à 10 atomes de carbone ; 'un groupe hydrocarboné aromatique contenant de 6 à 13 atomes de carbone ; * un groupe organique polaire lié au silicium par une liaison Si-C ou Si-O-C ; * un atome d'hydrogène : - les radicaux R'sont identiques ou différents et représentent : 'un groupe OH ; * un groupe alcoxy ou alcényloxy contenant de 1 à 10 atomes de carbone ; * un groupe aryloxy contenant de 6 à 13 atomes de carbone ; * un groupe acyloxy contenant de 2 à 13 atomes de carbone ;

* un groupe cétiminoxy contenant de 3 à 8 atomes de carbone ; * un groupe amino-ou amido-fonctionnel contenant de 1 à 6 atomes de carbone, lié au silicium par une liaison Si-N ; de préférence au moins 80% des radicaux R desdites huiles représentant un groupe méthyle.

Parmi les résines polyorganosiloxanes pouvant être mises en oeuvre, on peut citer celles constituées de motifs de formules : RSiO3/2 (motif T) et/ou SiO2 (motif Q) associés à des motifs de formule : R'3-aRaSiOi/2 (motif M) et/ou R2SiO (motif D)

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formules dans lesquelles a, R et R'ont la définition donnée ci-dessus.

Celles-ci sont généralement du type MQ, MDQ, TDM, TD, MT.

A titre d'exemples de radicaux hydrocarbonés aliphatiques ou aromatiques R, on peut citer les groupes : . alkyle, de préférence alkyle en C1-C10 éventuellement halogéné, tels que méthyle, éthyle, octyle, trifluoropropyle ; * alcoxyalkylène, de préférence en C2-C1O, mieux encore en C2-C6, tels que

- Cn2-Cn2-0-Cn3,-Cn2-CH2-0-Cng, 'alcényles, de préférence alcényle en C2-C10, tels que vinyle, allyle, hexényle, décényle, décadiényle ; * alcényloxyalkylène tels que- (CH2) 3-0-CH2-CH=CH2 ou alcényloxyalcoxyalkyle te ! s que- (CH2) 3-OCH2-CH2-0-CH=CH2 dans lesquels les parties alkyle sont de préférence en C1-C1o et les parties alcényles sont de préférence en C2-Cio ; . aryles, de préférence en Ce-Cis, te) s que phényle.

A titre d'exemples de groupes organiques polaires R, on peut citer les groupes : 'hydroxyfonctionnels tels que des groupes alkyle substitués par un ou plusieurs groupes hydroxy ou di (hydroxyalkyl) amino et éventuellement interrompu par un ou plusieurs groupes bivalents hydroxyalkylamino. Par alkyle on entend une chaîne hydrocarbonée de préférence en Ci-Cio, mieux encore en Ci-Ce ; des exemples de ces groupes sont -(CH2)3-OH ; -(CH2) 4N (CH2CH20H) 2 ; -(CH2)3-N(CH2CH2OH)-CH2-CH2-N(CH2CH2OH)2; 'aminofonctionnels tels que alkyle substitué par un ou plusieurs groupes amino ou aminoalkylamino où alkyle est tel que défini ci-dessus ; des exemples en sont- (CH2) 3-NH2 ; (CH2)3-NH-(CH2)2NH2 ; 'amidofonctionnels tels que alkyle substitué par un ou plusieurs groupes acylamino et éventuellement interrompu par un ou plusieurs groupes bivalents alkyl-CO-N < où alkyle est tel que défini ci-dessus et acyle représente alkylcarbonyle ; un exemple est le groupe : - (CH2) 3-N (COCH3)-(CH2)2NH (COCH3) ; 'carboxyfonctionnels tels que carboxyalkyle éventuellement interrompu par un ou plusieurs atomes d'oxygène ou de soufre où alkyle est tel que défini ci- dessus ; un exemple est le groupe-CH2-CH2-S-CH2-COOH.

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A titre d'exemples de radicaux R', on peut citer les groupes : * alcoxy, de préférence en Ci-C1o, mieux encore en Ci-Ce, tels que méthoxy, éthoxy, octyloxy ; * alcényloxy de préférence en Cs-Cio, mieux encore en C2-C6; * aryloxy de préférence en C6-C13, tels que phényloxy ;

* acyloxy où acyle est de préférence (Ci-Ci2) a ! ky ! carbony ! e te ! s que acétoxy ; * cétiminoxy contenant de 3 à 8 atomes de carbone tels que ON=C (CH3) C2H5 ; * aminofonctionnels tels que alkyle ou aryle substitué par amino, alkyle étant de préférence en Ci-Ce et aryle désignant un groupe aromatique cyclique hydrocarboné de préférence en Ce-Cis tel que phényle ; des exemples en sont éthylamino, phénylamino ; * amidofonctionnels tels que alkylcarbonylamino où alkyle est de préférence en Ci-Ce ; des exemples en sont méthylacétamido.

A titre d'exemples concrets de"motifs D"on peut citer : (CH3) 2SiO ;

CH3 (CH=CH2) SiO ; CH3 (C6H5) SiO ; (C6H5) 2SiO ; CH3HSiO ; CH3 (CHz-CHz-CH2OH) SiO.

A titre d'exemples concrets de"motifs M", on peut citer : (CH3) 3SiOi/2 ; (CH3) 2 (OH) SiO/2 ; (CH3) 2 (CH=CH2) SiO1/z, (CH3) zHSiO1/z (OCH3hSiO1/z : [O-C (CH3) =CH2] sSiOi/2 ; [ON=C (CH3) 3SiO"2 ; (NH-CH3hSiO1/z ; (NH-CO-CH3) 3SiOi/2.

A titre d'exemples concrets de"motifs T", on peut citer : CH3SiO3/z ; (CH=CH2) Silos2 ; HSiO3/2.

1 Lorsque lesdites huiles, gommes ou résines contiennent des radicaux R réactifs et/ou polaires (tels que H, OH, vinyle, allyle, héxényle, aminoalkyles...), ces derniers ne représentent généralement pas plus de 2% du poids de l'huile ou de la gomme et pas plus de 10% du poids de la résine.

Les huiles polydiméthylsiloxanes et a, eo-bis (hydroxy) polydiméthylsiloxanes visqueuses ainsi que les gommes polydiméthylsiloxanes, polyphénylméthylsiloxane et a, m-bis (hydroxy) polydiméthylsiloxanes sont des produits du commerce bien connus.

Les résines visqueuses polyméthylsiloxanes DT ou MDT contenant de 1 à 5% en

poids de fonctions silanol sont également des produits du commerce.

On préfère plus particulièrement les huiles et gommes a, co-bis (trimethyl) polydiméthylsiloxanes ; les huiles et les gommes a, cl-bis (hydroxy)-polydiméthylsiloxanes,

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les résines polydiméthylsiloxanes hydroxylées de type DT ou MDT ainsi que leurs mélanges en des proportions quelconques.

Des exemples préférés d'huiles polydiméthylsiloxane sont celles dont la chaîne de polydiméthylsiloxane est bloquée à ses deux extrémités par un groupe (CH3) 3SiOi/2 ou

(CH3) 2 (OH) SiOi/2 de viscosité dynamique de 20 mPa. s, de 350 mPa. s, de 750 mPa. s, de 80000 mPa. s ou de 135000 mPa. s.

Des exemples préférés de résines polyméthylsiloxane sont : - une résine polyméthylsiloxane hydroxylée de type MDT ayant 0,5% en poids de groupes hydroxyle et constituées de 62% en poids de motifs CH3SiO3/z, 24% en poids de motifs (CH3) 2SiOi/2 et de 14% en poids de motifs (CH3) 3SiOi/2 ; et - une résine polyméthylsiloxane hydroxylée de type DT ayant 2,2% en poids de groupes hydroxyle et constituée de 69% en poids de motifs CH3SiO et de 31% en poids de motifs (CH3) 2SiO2/2.

En pratique, le silicone est par exemple choisi parmi les huiles a, cl-bis (triméthyl) polydiméthylsiloxanes ; les gommes a, co-bis (triméthyl)- polydiméthylsiloxanes ; les huiles a, - bis (hydroxy) polydiméthylsiloxanes ; les gommes a, crû-bis (hydroxy) polydiméthylsiloxanes ; les résines polyméthylsiloxanes hydroxylées de type DT ; les résines polyméthylsiloxanes hydroxylées de type MDT ; et leurs mélanges.

Dans certaines variantes, il peut être utile d'avoir recours à un ou plusieurs tensioactifs.

La nature du tensioactif utilisable pour l'émulsification n'est pas critique selon l'invention. Ainsi, on peut utiliser des tensioactifs non ioniques, cationiques, anioniques ou même zwitterioniques.

Des exemples de tensioactifs anioniques sont : - les alkylesters sulfonates de formule R-CH (S03M)-COOR', où R représente un radical alkyle en Ca-Czo, de préférence en Cio-Cie, R'un radical alkyle en C1-C6, de préférence en Ci-C3 et M un cation alcalin (sodium, potassium, lithium), ammonium substitué ou non substitué (méthyl-, diméthyl-, triméthyl-, tétraméthylammonium, diméthylpipéridinium...) ou dérivé d'une alcanolamine (monoéthanolamine, diéthanolamine, triéthanolamine...). On peut citer tout particulièrement les méthyl ester sulfonates dont le radical R est en Ci4-Cie ; - les alkylsulfates de formule ROSO3M, où R représente un radical alkyle ou hydroxyalkyl en C1o-C24, de préférence en C12-C20 et tout particulièrement en C12-C18, M

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représentant un atome d'hydrogène ou un cation de même définition que ci-dessus, ainsi que leurs dérivés éthoxylénés (OE) et/ou propoxylénés (OP), présentant en moyenne de 0, 5 à 6 motifs, de préférence de 0, 5 à 3 motifs OE et/ou OP ; - les alkylamides sulfates de formule RCONHR'OSO3M où R représente un radical alkyle en C2-C22, de préférence en C6-C20, R'un radical alkyle en C2-C3, M représentant un atome d'hydrogène ou un cation de même définition que ci-dessus, ainsi que leurs dérivés éthoxylénés (OE) et/ou propoxylénés (OP), présentant en moyenne de 0,5 à 60 motifs OE et/ou OP ; - les sels d'acides gras saturés ou insaturés en Ca-C24, de préférence en C14-C20,

les alkylbenzènesulfonates en Cg-C20, les alkylsulfonates primaires ou secondaires en CaC22, les alkylglycérol sulfonates, les acides polycarboxyliques sulfonés décrits dans GBA-1 082 179, les sulfonates de paraffine, les N-acyl N-alkyltaurates, les alkylphosphates, les alkyliséthionates, les alkylsuccinamates et alkylsulfosuccinates, les monoesters ou diesters de sulfosuccinates, les N-acyl sarcosinates, les sulfates d'alkylglycosides, les polyéthoxycarboxylates, le cation étant un métal alcalin (sodium, potassium, lithium), un reste ammonium substitué ou non substitué (méthyl-, diméthyl-, triméthyl-, tétraméthylammonium, diméthylpipéridinium...) ou dérivé d'une alcanolamine (monoéthanolamine, diéthanolamine, triéthanolamine...) ; et - les phosphates ou alkylphosphates esters.

Des exemples de tensioactifs non ioniques sont : - les alkylphénols polyoxyalkylénés (polyéthoxyéthylénés, polyoxypropylénés, polyoxybutylénés) dont le substituant alkyle est en C6-C12 et contenant de 5 à 25 motifs oxyalkylènes ; à titre d'exemple, on peut citer les TRITON X-45, X-114, X-100 ou X-102 commercialisés par Rohm & Haas Cy. ; - les glucosamines, glucamides ; - les glycérolamides dérivés de N-alkylamines (US-A-5,223, 179 et FR-A- 1,585, 966) ; - les alcools aliphatiques en Ca-C22 polyoxyalkylénés contenant de 1 à 25 motifs

oxyalkylènes (oxyéthylène, oxypropylène) ; à titre d'exemple, on peut citer les TERGITOL 15-S-9, TERGITOL 24-L-6 NMW commercialisés par Union Carbide Corp., NEODOL 45- 9, NEODOL 23-65, NEODOL 45-7, NEODOL 45-4 commercialisés par Shell Chemical Cy., KYRO EOB commercialisé par The Procter & Gamble Cy.

- les produits résultant de la condensation de l'oxyde d'éthylène avec un composé hydrophobe résultant de la condensation de l'oxyde de propylène avec le propylène glycol, tels les PLURONIC commercialisés par BASF ; - les oxydes d'amines tels que les oxydes d'alkyl Cio-C1s diméthylamines, les oxydes d'alkoxy Ca-C22 éthyl dihydroxy éthylamines ;

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- les alkylpolyglycosides décrits dans US-A-4 565 647 et leurs dérivés polyoxyalkylénés ; - les amides d'acides gras en C8-C2o ; - les acides gras éthoxylés ; et - les amides, amines, amidoamines éthoxylées ; - les esters de sorbitane polyoxyalkyléné ou non avec des acides gras en C8-C20 tels que les oléates de sorbitane polyoxyéthyléné (par exemple SPAN et TWEEN) ; - les esters du saccharose avec des acides gras en Cs-Cso ; - les mélanges d'esters du saccharose avec des acides gras en Cs-Cso avec des mono-, di-et/ou triglycérides d'acide gras en Cg-Cso.

Des exemples de tensioactifs amphotères et zwitterioniques sont : - ceux de type bétaïne comme les bétaïnes, les sulfo-bétaïnes, les

amidoalkylbétaïnes, les sulfo-bétaïnes, les alkylsultaines, les alkyltriméthylsulfobétaïnes, - les produits de condensation d'acides gras et d'hydrolysas de protéines, - les alkylampho-propionates ou-dipropionates, - les dérivés amphotères des alkylpolyamines comme l'AMPHIONIC XL commercialisé par RHONE-POULENC, AMPHOLAC 7T/X et AMPHOLAC 7C/X commercialisés par BEROL NOBEL, et - les cocoamphoacétates et cocoamphodiacétates.

Les tensioactifs non ioniques sont néanmoins préférés et plus particulièrement les tensioactifs non ioniques du type alcool gras à chaîne linéaire ou ramifiée polyoxyalkylénés résultant de la condensation d'un alcool gras avec un oxyde d'alkylène en C2-C4 tel que oxyde d'éthylène, oxyde de propylène ou oxyde de butylène. A titre d'exemple, on peut citer l'alcool isotridécylique éthoxylé.

Plus généralement, les tensioactifs non ioniques préférés sont ceux dont le HLB est compris entre 8 et 16, préférablement entre 10 et 15, mieux encore entre 12,5 et 15.

Le terme HLB (Hydrophilic Lipophilic Balance) désigne le rapport de l'hydrophilie des groupements polaires des molécules de tensioactifs à l'hydrophobie de leur partie lipophile. Des valeurs de HLB sont notamment rapportées dans différents manuels de base tels que le"Handbook des excipients pharmaceutiques, The Pharmaceutical Press, London, 1994)".

Selon l'invention, la phase aqueuse et/ou la phase huileuse comprend (nent) le tensioactif. De préférence, celui-ci est ajouté à la phase aqueuse. Ainsi, le tensioactif employé pour la préparation de l'émulsion primaire est soit présent en totalité dans la

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phase aqueuse, soit présent en totalité dans la phase huileuse, soit encore réparti, dans des proportions quelconques, entre ces deux phases. Selon une variante de l'invention, le tensioactif est ajouté séparément et en une seule fois à la phase huileuse maintenue au repos, en même temps que la phase aqueuse.

Conformément à l'invention, il est envisageable de mettre en oeuvre un ou plusieurs autres additifs fonctionnels propres à conférer à l'émulsion les propriétés souhaitées dans telle ou telle application. Ces additifs fonctionnels peuvent entrer dans la constitution de la phase huileuse et/ou de la phase aqueuse. De préférence, ce ou ces additifs sont sélectionnés parmi : les solvants, les silanes, les additifs compatibles ou compatibilisés avec les silicones, les agents anti-UV, les agents antioxydants, les agents antibactériens, les colorants, les fongicides, les vitamines, les agents de blanchiment de la peau, les parfums, et leurs mélanges.

Parmi les solvants des huiles, gommes ou résines silicones, éventuellement présents dans la phase huileuse, on peut citer les organopolysiloxanes cycliques volatils (par exemple octaméthylcyclotétrasiloxane, décaméthylcyclopentasiloxane), les huiles polydiméthylsiloxanes courtes (viscosité inférieure à 100 mPa. s), l'hexaméthyldisiloxane, les cétones (par exemple méthyléthylcétone), les éthers (par exemple éther diéthylique), les esters (par exemple myristate d'isopropyle, acétate d'éthyle), certains solvants chlorés ou chlorofluorés (par exemple chlorure de méthylène, chloroforme), les paraffines très ramifiées (par exemple huiles blanches à base d'isoalcanes et de cycloalcanes).

Les silanes peuvent être notamment des sous-produits de synthèse desdites huiles, gommes ou résines polyorganosiloxaniques mises en oeuvre ou des agents de réticulation desdites huiles, gommes ou résines.

Ils peuvent être représentés par la formule (Rb) Si (OR') 4-b, formule dans laquelle b est un entier de 0 à 4, R et R'ayant la définition donnée ci-dessus. Ils sont notamment décrits dans US-A-3 294 725 ; US-A-4 584 341 ; US-A-4 618 642 ; US-A-4 608 412 ; USA-4 525 565 ; EP-A-340 120 ; EP-A-364 375 ; FR-A-1 248 826 ; FR-A-1 423 477 ; EP-A- 387157.

A titre d'exemples, on peut citer les silanes suivants :

Si (OC2H5) 4 ; CH3Si (OCH3) 3 ; CH3Si (OC2H5) ; (C2HsOhSi (OCH3) ; CH2=CHSi (OCH3) ; CH3 (CH2=CH) Si (OCH3) 2 ; CH2=CHSi (OC2H5) 3 ; CH2=CHSi [ON=C (CH3) C2H5] 3 ; Ct-t3Si [ON=C (CH3) 2] 3 ; CH3Si [O-C (CH3) =CH2] 3 ; méthyltris (N-méthylacétamidosilane) ; méthyltris (cyclohexylaminosiloxane).

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Ils sont généralement présents selon des quantités de l'ordre de 0 à 10 parties en poids, de préférence de l'ordre de 0 à 5 parties en poids pour 100 parties en poids d'huile (s) et/ou de gomme (s) et/ou de résine polyorganosiloxanique lorsqu'il s'agit de sous-produits réactionnels.

Lorsque leur fonction d'agent de réticulation des huiles, gommes ou résines hydroxylées est recherchée, ils sont généralement présents selon des quantités de l'ordre de 0,5 à 30 parties en poids, de préférence de l'ordre de 2 à 8 parties en poids pour 100 parties en poids d'huile (s) et/ou de gomme (s) et/ou de résine (s).

Lesdits silanes peuvent aussi être un additif permettant de moduler les propriétés physiocochimiques, d'adhérence notamment des compositions silicones d'applications diverses obtenues à partir des émulsions aqueuses préparées selon le procédé de l'invention. Des exemples de tels silanes sont notamment décrits dans EP-A-340 120.

Parmi cette catégorie de silanes on peut citer l'aminopropyltriéthoxysilane, l'aminopropylméthyldiéthoxysilane ; le glycidoxypropyltriméthoxysilane. Ils sont mis en oeuvre selon des quantités pouvant aller jusqu'à 200%, généralement de l'ordre de 2 à 100% du poids d'huile (s) et/ou de gomme (s) et/ou résine (s).

Lors de la mise en oeuvre de chacune des étapes 2,4, 5,7 du procédé de l'invention, il est préférable que la température reste inférieure à 80oC, de préférence inférieure à 60oC, mieux encore inférieure à 35OC, par exemple comprise entre 15 et 35OC.

Un paramètre également important est l'intensité du cisaillement. L'émulsification passe par des étapes de mélange des différentes phases en présence. C'est lors de ces étapes de mélange que le cisaillement doit rester inférieur à 100 s'. Cette caractéristique essentielle permet de distinguer le procédé de l'invention d'un procédé avec broyage.

De façon à contrôler le cisaillement, l'agitation des différentes phases est réalisée dans des mélangeurs appropriés tels que les mélangeurs continus connus appropriés tels que : o les mélangeurs statiques (par exemple ceux commercialisés par les sociétés :
Sulzer, Kenics, Lightnin, Ross, Komax, etc), o ou les mélangeurs continus dynamiques à faible cisaillement, de préférence les malaxeurs-extrudeurs (par exemple ceux commercialisés sous les marques : List, Buss, Werner Pfleiderer), ou les mélangeurs continus à faible cisaillement (par exemple ceux commercialisés sous la marque Gyroflux par la société Rayneri).

Le procédé de l'invention comprend au minimum les étapes 2 et 5, l'étape 2 consistant à préparer une émulsion primaire directe de type huile-dans-eau incluant le

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silicone et le tensioactif, cette émulsion primaire étant enrichie à l'étape 5 par une phase huileuse d'enrichissement à base de dudit silicone. Il doit être entendu que par cette étape d'enrichissement, la concentration de l'émulsion résultante en silicone augmente alors que la concentration de l'émulsion résultante en tensioactif diminue.

De préférence, l'émulsion primaire préparée à l'étape 2 comprend moins de 27% en poids de phase huile, de préférence de 10 à 27% en poids de phase huileuse, et plus préférentiellement encore de 20 à 27% en poids de phase huileuse.

L'émulsion primaire, préparée par addition d'une phase aqueuse à une phase huileuse, est une émulsion directe.

L'obtention d'une émulsion primaire directe passe par la mise en oeuvre de conditions de cisaillement modérées. De préférence, le cisaillement ne doit pas dépasser les 100 s'. On contrôle le cisaillement, notamment, grâce choix du mélangeur statique et par le réglage des débits. De plus, l'obtention d'une émulsion directe n'est possible dans ces conditions que pour des proportions respectives bien déterminées de colloïde protecteur, d'eau et d'huiles organiques.

Ainsi, suivant le type de silicone utilisé et suivant la nature du colloïde protecteur, l'homme du métier pourra facilement déterminer une plage de variation du rapport eau/ colloïde protecteur particulièrement favorable à la mise en oeuvre de l'étape 2.

Une fois le rapport eau/colloïde protecteur, l'homme du métier déterminera facilement la concentration maximale Cmax de phase huileuse pouvant être présente dans l'émulsion.

Pour ce faire, il suffit de procéder à quelques essais préliminaires à l'échelle du laboratoire.

Selon l'invention, la phase aqueuse comprend essentiellement de l'eau mais préférablement aussi le colloïde protecteur, et éventuellement un ou plusieurs tensioactifs.

Selon un mode opératoire préféré, on prévoit un flux principal d'alimentation du ou des mélangeurs, et au moins un flux secondaire d'alimentation du ou des mélangeurs, lequel flux secondaire étant un affluent du flux principal et ayant un débit inférieur à ce

dernier.

Avantageusement, le flux principal est le flux de phase aqueuse (Pa ou le flux d'émulsion à enrichir (pem tandis que le flux secondaire est le flux de phase huileuse silicone (Ph ou le flux d'huile silicone d'enrichissement (Ph,.

Concernant la viscosité de la phase huileuse, il est à noter que le ou les constituants déterminants à cet égard sont les POS (huile, gomme ou résine) tels que décrits ci-dessus. Ces POS ont des viscosités très variables. On distingue ceux de forte

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viscosité, dont la viscosité est supérieure à 1000 mPa. s, par exemple supérieure à 3000 mPa. s, de préférence supérieure à 5000 mPa. s et peut atteindre des valeurs supérieures à 10000 mPa. s et par exemple 500000 mPa. s, de ceux de faible viscosité dont la viscosité est inférieure à 1000 mPa. s, et de préférence comprise entre 1 et 1000 mPa. s, par exemple entre 20 et 1000 mPa. s.

Dans le cadre de l'invention, les valeurs des viscosités sont des valeurs des viscosités dynamiques mesurées à 25 C à l'aide d'un viscosimètre BROOKFIELD selon les indications de la norme AFNOR NFT 76102.

Selon une caractéristique remarquable de l'invention, les POS constitutifs de la phase huileuse ont une viscosité telle que la viscosité de la phase huileuse, à l'issue de l'étape 7, soit inférieure ou égale à 20 000 mPa. s à 25OC.

Suivant une caractéristique préférée de l'invention, l'émulsion comprend moins de 50% en poids de phase huileuse, de préférence de 40 à 50% en poids de phase huileuse, et plus préférentiellement encore de 40 à 43% en poids de phase huileuse.

Selon une autre disposition privilégiée de l'invention, la phase huileuse d'enrichissement utilisée à l'étape 5 a la même composition que la phase huileuse selon les étapes 1 et 2 pour la préparation de l'émulsion primaire.

Par ailleurs, il est préférable qu'à l'étape 5, la quantité de phase huileuse d'enrichissement utilisée représente de 25 à 100% de la quantité de phase huileuse présente dans l'émulsion à enrichir, de préférence de 75 à 100%.

En pratique, il est possible de parfaire l'homogénéisation de l'émulsion primaire et d'affiner sa granulométrie, en soumettant cette émulsion primaire, au moins une fois, à un nouveau mélange. Pour ce faire, on la recueille et on la fait passer au travers d'au moins un mélangeur continu à faible cisaillement, de préférence un mélangeur statique, qui peut être ou non le même que celui utilisé à l'étape 2. Il s'agit donc en l'occurrence de mettre en oeuvre au moins une fois (de préférence une fois) les étapes 3 et 4.

De même, il est possible de parfaire l'homogénéisation de l'émulsion enrichie à l'étape 5 (et éventuellement à l'étape 7) d'affiner sa granulométrie, en soumettant cette émulsion enrichie, au moins une fois, à un nouveau mélange. Pour ce faire, on la recueille et on la fait passer au travers d'au moins un mélangeur continu à faible cisaillement, de préférence un mélangeur statique, qui peut être ou non le même que celui utilisé à l'étape 2.

Enfin, le procédé peut comprendre en outre au moins une étape de dilution de l'émulsion obtenue par addition d'une phase aqueuse de dilution.

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On notera que le procédé de l'invention n'est pas limité à l'émulsification d'un seul POS, mais peut être utilisée pour l'émulsification de plusieurs POS, ledit ou lesdits POS étant éventuellement mélangés avec une ou plusieurs huiles organiques distinctes de POS, mais compatibles avec ceux-ci. Ces mélanges de POS éventuellement additionnées d'huiles organiques rentrent dans la constitution de la phase huileuse.

Suivant la concentration en huile souhaitée, suivant la concentration en tensioactif souhaitée et suivant les caractéristiques souhaitées pour la distribution granulométrique, l'homme du métier fixera le nombre nécessaire d'étapes 5,7 d'enrichissement et les niveaux d'enrichissement à chacune de ces étapes.

Les émulsions obtenues par mise en oeuvre du procédé de l'invention sont concentrées en huile, le rapport pondéral de l'huile au tensioactif étant généralement supérieur à 9/1.

Dans le cas où l'émulsion finale, bien que présentant les caractéristiques souhaitées pour la distribution granulométrique, est trop concentrée en huile organique, il est possible de diluer l'émulsion finale par addition d'une phase aqueuse de dilution, la méthode d'addition de cette phase aqueuse étant quelconque. La granulométrie de l'émulsion n'est pas modifiée par cette étape de dilution. Parallèlement, cette étape de dilution permet de réduire encore la concentration en tensioactif.

Ainsi, selon un autre de ses aspects, le procédé de l'invention comprend en outre une étape de dilution de l'émulsion directe obtenue, par addition d'une phase aqueuse de dilution.

Le procédé de l'invention est particulièrement avantageux dans la mesure où il ne met pas en jeu des cisaillements importants ni des températures élevées.

Les émulsions directes en particulier antimousses, obtenues selon le procédé de l'invention et comprenant un ou plusieurs colloïdes protecteurs sont nouvelles et forment, en conséquence, un autre objet de l'invention. En particulier, l'invention vise selon une variante avantageuse, une émulsion du type de celle décrite ci-dessus et dont la granulométrie de la phase huileuse dispersée est de type gaussienne monodispersée de médiane égale à 10 um +/-5 um.

Comme exemples d'émulsion, on peut citer celles contenant : - une résine polyméthylsiloxane hydroxylée de type MDT ayant 0,5% en poids de groupes hydroxyle et constituées de 62% en poids de motifs CH3SiO3/2, 24% en poids de motifs (CH3hSiO1/2 et de 14% en poids de motifs (CH3) 3SiOl/2 ; et

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- une résine polyméthylsiloxane hydroxylée de type DT ayant 2,2% en poids de groupes hydroxyle et constituée de 69% en poids de motifs CH3SiO3/2 et de 31% en poids de motifs (CH3) 2SiO2/2.

A titre illustratif, on décrit ci-après un exemple de dispositif pour la mise en oeuvre en continu du procédé selon l'invention, en référence à la figure unique annexée qui est une représentation schématique dudit dispositif.

Ce dispositif comprend au moins deux conteneurs, à savoir un conteneur principal 1, destiné à recevoir la phase aqueuse et un conteneur secondaire 2 destiné à renfermer la phase huileuse silicone.

Le dispositif comporte également un mélangeur statique 3 (par exemple du type de celui commercialisé sous la dénomination SULZER SMX DN 4/12 éléments), ainsi qu'un récipient 4 de recueil des liquides ayant traversé le mélangeur statique 3.

Le conteneur principal de phase aqueuse est relié à l'entrée du mélangeur statique 3 par l'intermédiaire d'une canalisation principale 5 permettant d'acheminer le flux de phase aqueuse (pa. Cette canalisation principale 5 est équipée de deux vannes 6 et 7 situées de part et d'autre d'une pompe volumétrique/doseuse 8 permettant de régler le débit du flux (pa.

Le conteneur secondaire 2 de phase huileuse silicone est connecté à l'une des extrémités d'une canalisation secondaire 9 dont l'autre extrémité est branchée sur la canalisation principale 5, en amont du mélangeur statique 3. Immédiatement en aval du conteneur secondaire 2, il est prévu une vanne 10 permettant l'ouverture et la fermeture de la canalisation 9, laquelle comporte également un peu plus en aval une pompe volumétrique 11, elle-même suivie d'une vanne 12. La pompe 11 est une pompe volumétrique/doseuse permettant de rég) er ie fiux (ph de phase huileuse alimentant le flux principal (pa en amont du mélangeur statique 3.

L'extrémité de la canalisation secondaire 9 formant la jonction avec la canalisation principale 5 est de préférence équipée d'une buse d'injection (non représentée sur le dessin) permettant l'introduction du flux de phase huileuse (ph dans le flux principal de phase aqueuse (pa.

En pratique, et sans que cela ne soit limitatif, le conteneur principal 1 de phase aqueuse comprend de l'eau et au moins un colloïde protecteur, par exemple l'alcool polyvinylique présentant un indice d'ester de 140, tandis que le conteneur secondaire de phase huileuse comprend l'huile silicone (par exemple polydiméthylsiloxane), éventuellement additionnée d'une charge articulaire, par exemple de la silice dans le cas des applications émulsions silicones aqueuses antimousses.

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Avantageusement, les conteneurs principal et secondaire 1 et 2 sont des réacteurs/mélangeurs équipés de moyens d'agitation (par exemple une hélice à deux pâles inclinées).

Suivant une variante, le dispositif peut comprendre une canalisation 13 reliant le bac de réception du liquide mélangé dans le mélangeur statique 3, à l'entrée de ce dernier. Cette canalisation 13 équipée de deux vannes 14 et 15 et d'une pompe volumétrique/doseuse 16 peut être prévue pour permettre de faire passer le mélange au travers du mélangeur statique 3, autant de fois que nécessaire pour parfaire l'homogénéisation.

Selon une autre variante, le dispositif peut comporter une canalisation 17 équipée de deux vannes 18,19 et d'une pompe volumétrique/doseuse 20. Une telle canalisation 17 peut ainsi permettre la reprise du liquide recueilli au sortir du mélangeur statique 3, pour le transférer dans le conteneur principal 2, dès lors que ce dernier sera vidé de son contenu initial, à savoir la phase aqueuse de départ. Ce cas de figure correspond à l'étape ou aux étapes d'enrichissement de l'émulsion primaire, qui serait ainsi acheminée dans le conteneur principal 1 par la canalisation 17. Cet ou ces enrichissements font intervenir une phase huileuse d'enrichissement qui prend la place de la phase huileuse de départ dans le conteneur secondaire 2.

Les canalisations 13 et 17 sont indiquées en traits mixtes sur le schéma de façon à souligner leur caractère facultatif. En effet, selon les alternatives au circuit en boucle susceptible d'être défini par ces canalisations 13 ou 17, on pourrait mettre en oeuvre en aval du mélangeur statique 3 représenté sur la figure, un ou plusieurs autres mélangeurs 3'montés en série et permettant la réalisation des étapes de remélange et/ou d'enrichissement.

Le protocole opératoire général selon l'invention est le suivant :
Etape 1 : Mise en oeuvre d'une phase aqueuse comprenant de l'eau et un colloïde protecteur, ainsi que d'une phase huileuse comprenant une huile silicone et éventuellement une charge silicique. Le mélange des constituants de la phase huileuse et de la phase silicone peut être fait avant ou après l'introduction de ces phases dans le conteneur principal 1 et dans le conteneur secondaire 2 respectivement.

Etape 2 : Obtention de l'émulsion primaire Sous l'effet des pompes volumétriques/doseuses 8 et 11, après ouverture des vannes 6,7 à 10,12, respectivement les flux (pa et (ph sont acheminés par les canalisations 5 et 9 vers le mélangeur statique 3. Le flux (ph est injecté dans le flux principal (Pa.

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Etape 3 : on recueille dans le bac de réception 4 l'émulsion primaire.

Etape 4 (affinage) : nouveau mélange éventuel de l'émulsion primaire en la repassant au travers du mélangeur statique 3, éventuellement via le circuit en boucle défini par la canalisation 13.

Etape 5 : enrichissement de l'émulsion primaire éventuellement remélangée.

On introduit dans le conteneur principal 1 vidé de la phase aqueuse de départ, l'émulsion primaire. La phase huileuse d'enrichissement est introduite dans le conteneur secondaire 2. On fait passer cette émulsion primaire dans laquelle est injectée la phase huileuse d'enrichissement par le mélangeur statique 3.

Etape 6 : recueil de l'émulsion enrichie par exemple dans le bac de réception 4.

Etape 7 : reproduction éventuelle de l'enrichissement (une ou plusieurs fois).

Selon des variantes, le ou les émulsions enrichies peuvent être remélangées par passage dans le mélangeur statique 3 et/ou dans d'autres mélangeurs statiques 3', montés éventuellement en série en aval.

De même, l'enrichissement peut être effectué non pas selon un schéma en boucle, mais selon une installation en série répétant une ou plusieurs fois les moyens d'assemblage et de mélange des flux (pem et (phe.

Les exemples qui suivent permettront de mieux comprendre le procédé selon l'invention et feront ressortir tous les avantages découlant de sa mise en oeuvre.

EXEMPLES A-Produits mis en oeuvre : * Phase aqueuse (pa eau - alcool polyvinylique sous la forme d'un produit commercialisé par la
Société RHODIA SILICONE sous la dénomination RHODOVIOL&commat;
25/140 et se présentant sous la forme d'une solution d'alcool polyvinylique (dut = 25 mPa. s et LE = 140) dans l'eau, partiellement saponifié et contenant moins de 3% de méthanol.

- additif : produit commercialisé sous la dénomination commerciale PROXEL (D et formé par une solution aqueuse de dipropylèneglycol à environ 20 % et de 1, 2-benzisothiazoline-3-one.

* Phase huileuse : mélange ou compound d'huile silicone polydiméthylsiloxane de viscosité à 25 C de 100 mPa. s et de silice pyrogénation (5% en poids dans le mélange)

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correspondant au produit commercialisé sous la dénomination RHODORSIL 8 R 411 par la Société RHODIA SILICONES.

* Phase huileuse d'enrichissement : RHODORSIL (R) R 411.

B-Dispositif mis en oeuvre :
Il s'agit de celui décrit ci-dessus sans les boucles de dérivation 13 et 17 et avec un mélangeur de type SULZER SMX DN 4.

C-Exemples : 1 phase : Charger dans le réacteur 1 équipé d'une hélice à deux pales inclinées la phase aqueuse (pa, et dans l'autre réacteur 2 la phase huileuse silicone (ph.

Fixer le débit de la solution de phase aqueuse (pa à 6.4 kg/h.

Fixer le débit de phase huileuse silicone (ph à 1.8 kg/h.

Attendre la mise en régime (1 min.).

Recueillir l'émulsion directe dans une recette.

Cette émulsion primaire contient 22 % d'huile environ. Sa granulométrie est polydisperse.

D sauter : 37,58 um
D (0. 9)-D (0,1) : 241 m

Médian : 96, 28 um Le diamètre de Sauter D (3,2) exprimé en um est donné par l'équation suivante :

où vsp représente la surface spécifique exprimée en m2/m3, à savoir la somme des surfaces des gouttelettes de phase dispersée présentes dans 1 m3 d'émulsion.

D (0,9) étant tel que 90 % des particules en volume ont un diamètre inférieur ou égal au diamètre D (0, 9).

D (0,1) étant tel que 10 % des particules en volume ont un diamètre inférieur ou égal au diamètre D (0,1).

La différence D (0, 9)-D (0, 1) est une mesure de la polydispersité de l'émulsion.

Plus cette différence est grande, plus la polydispersité est importante.

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2ème phase : Récupérer l'ensemble de l'émulsion primaire 1 et la repasser une fois dans la ligne de mélange, à un débit de 8 kg/h. (cela revient à disposer d'une longueur de mélange égale à 24 éléments, au niveau de la première étape).

Cette émulsion primaire 1 remélangée contient 22 % d'huile environ. Sa granulométrie est polydisperse.

D sauter : 10, 82um

D (0. 9)-D (0, 1) : 32, 18 um Médian : 13, 7 um 3ème phase : Charger dans le réacteur équipé d'une hélice à deux pales inclinées l'émulsion primaire 1 remélangée obtenue à l'issue de la seconde phase, et dans l'autre réacteur la phase d'enrichissement (phi.

Fixer le débit de l'émulsion primaire à 7 kg/h.

Fixer le débit de la phase huileuse silicone #he à 0.9 kg/h.

Attendre la mise en régime (1 min.).

Recueillir l'émulsion directe dans une recette.

Cette émulsion contient 31 % d'huile environ. Sa granulométrie est polydisperse :
D sauter : 10, 29 um

D (0. 9)-D (0, 1) : 39, 1um Médian : 13, 1 um 4 phase : Récupérer l'ensemble de l'émulsion enrichie à la eème phase et la repasser une fois dans la ligne de mélange, à un débit de 8 kg/h. (cela revient à disposer d'une longueur de mélange égale à 24 éléments, au niveau de la troisième étape).

Cette émulsion contient 31 % d'huile environ. Sa granulométrie est polydisperse : D sauter : 7, 85 um D (0. 9)-D (0, 1) : 18, 47um Médian : 9, 16 um

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5eme phase : Charger dans le réacteur équipé d'une hélice à deux pales inclinées l'émulsion obtenue à la quatrième phase, et dans l'autre réacteur la phase huileuse d'enrichissement.

Fixer le débit de l'émulsion à 3.6 kg/h.

Fixer le débit de la phase huileuse silicone (j) he à 0.7 kg/h.

Attendre la mise en régime (1min.).

Recueillir l'émulsion directe dans une recette.

Cette émulsion contient 42 % d'huile environ. Sa granulométrie est polydisperse : D sauter : 10, 52 um D (0. 9)-D (0, 1) : 79, 8um Médian : 13, 5 um D-Propriétés applicatives : L'émulsion obtenue au terme de la phase 5 a été évaluée au travers de ses performances antimousses qui sont évaluées par deux tests différents et comparées à celles d'un témoin dans le tableau suivant :

<tb>
<tb> DESCRIPTION <SEP> DU <SEP> TEST <SEP> TEMOIN <SEP> EMULSION <SEP> PHASE <SEP> 5
<tb> Test <SEP> de <SEP> battage <SEP> : <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> battage <SEP> : <SEP> 3 <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> battage <SEP> : <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 30
<tb> Milieu <SEP> moussant <SEP> 100 <SEP> ml
<tb> DOS <SEP> (5g/l),
<tb> fréquence <SEP> 150 <SEP> coups/min,
<tb> 10 <SEP> s <SEP> de <SEP> battage <SEP> et
<tb> 60 <SEP> s <SEP> de <SEP> repos,
<tb> [MA] <SEP> =190pom
<tb> Test <SEP> de <SEP> la <SEP> pompe <SEP> à <SEP> Durabilité <SEP> = <SEP> 0 <SEP> s <SEP> Durabilité <SEP> = <SEP> 40 <SEP> s
<tb> recirculation <SEP> :
<tb> Milieu <SEP> moussant=500 <SEP> ml <SEP> de
<tb> DOS <SEP> (5g/I),
<tb> débit <SEP> 170 <SEP> 1/h, <SEP> T=70 C,
<tb> [MA] <SEP> =190 <SEP> ppm
<tb>

DOS = DiOctylsulfoSuccinate de sodium.

[MA] = concentration en Matière Active.

Le témoin est constitué par une émulsion d'antimousse qui est réalisée dans un réacteur batch muni d'outils de macro-mélange et d'outils cisaillant de type rotor-stator.

Elle se déroule en 2 étapes.

Lors de la première étape, une partie de la phase aqueuse est chargée, puis une partie de l'huile et le bactéricide.

Le milieu est agité sous fort cisaillement (rotor-stator en action) pendant 2 heures.

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Lors de la seconde étape, le reste de l'huile et de l'eau est chargé sous agitation douce, pour atteindre la granulométrie finale : médiane : 3.3 microns D Sauter : 2.2 microns D90-D10 : 20.6 microns.

Claims (19)

REVENDICATIONS 1. Procédé d'émulsification directe, en continu, sans broyage ni inversion de phase, de silicone dans l'eau, ce procédé consistant essentiellement à :

1) mettre en oeuvre : .. une phase huileuse silicone comprenant au moins un polyorganosiloxane (POS), une phase aqueuse contenant de l'eau, .. et au moins un colloïde protecteur,

2) faire passer-en continu-la phase huileuse silicone, la phase aqueuse et le colloïde protecteur au travers d'au moins un mélangeur continu à faible cisaillement, en ajustant les débits des flux d'alimentation du mélangeur, à savoir notamment le flux (ph de phase huileuse silicone et le flux (pa de phase aqueuse, de manière à obtenir, au sortir dudit mélangeur, une émulsion directe primaire huile-dans-eau dont la concentration en huile silicone soit inférieure à la concentration maximale Cmax au dessus de laquelle se produirait une inversion de phase,

3) éventuellement recueillir l'émulsion directe primaire obtenue à l'étape 2,

4) éventuellement faire passer l'émulsion directe primaire obtenue à l'étape 2, au moins une fois au travers d'au moins un mélangeur continu à faible cisaillement -de préférence le même qu'à l'étape 2-,

5) faire passer au travers d'au moins un mélangeur continu à faible cisaillement- de préférence le même qu'à l'étape 2-, cette émulsion directe primaire et au moins une phase huileuse silicone d'enrichissement, en ajustant les débits des flux d'alimentation dudit mélangeur, à savoir notamment le flux (pem en émulsion directe primaire à enrichir et le flux (ph, en huile silicone d'enrichissement, de manière à obtenir, au sortir du mélangeur, une émulsion enrichie dont la concentration en huile silicone soit inférieure à la concentration maximale Cmax au-dessus de laquelle se produirait une inversion de phase,

6) éventuellement recueillir l'émulsion enrichie obtenue à l'étape 5,

7) éventuellement poursuivre l'enrichissement de l'émulsion enrichie obtenue à l'étape 5 en répétant cette étape 5 jusqu'à atteindre la concentration finale souhaitée en huile silicone et/ou jusqu'à obtention de la granulométrie souhaitée,

8) recueillir l'émulsion finale.

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2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélangeur continu à faible cisaillement est un mélangeur statique.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le colloïde protecteur est compris dans la phase aqueuse, de préférence sous forme d'une solution aqueuse de colloïde protecteur titrant : 'de 0,1 à 50 % poids, . de 1 à 30 % poids, 'de 5 à 10% poids.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on choisit le colloïde protecteur parmi les Alcools PolyVinyliques (APV) et leurs mélanges.

le dioxyde de titane, l'oxyde d'aluminium, la vermiculite, l'oxyde de zinc, le mica, le talc, l'oxyde de fer, le sulfate de baryum, la chaux éteinte, et leurs mélanges.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la phase huileuse silicone est chargée en particules d'un composé choisi dans le groupe comportant les silices, de préférence les silices de combustion et/ou les silices de précipitation et/ou les silices colloïdales, les terres de diatomées, le quartz broyé, le carbonate de calcium, l'alumine hydratée, l'hydroxyde de magnésium, le noir de carbone,

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'on met en oeuvre au moins tensioactif choisi parmi les tensioactifs ioniques, non-ioniques et zwitterioniques, ce tensioactif étant de préférence présent dans la phase aqueuse.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'on met en oeuvre au moins un autre additif sélectionné parmi les solvants, les silanes, les additifs compatibles ou compatibilisés avec les silicones, les agents anti-UV, les agents antioxydants, les agents antibactériens, les colorants, les fongicides, les vitamines, les agents de blanchiment de la peau, les parfums, et leurs mélanges.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 en ce que l'on prévoit un flux principal d'alimentation du ou des mélangeurs, et au moins un flux

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secondaire d'alimentation du ou des mélangeurs, lequel flux secondaire étant un affluent du flux principal et ayant un débit inférieur à ce dernier.

9. Procédé selon la revendication 1 et la revendication 8 caractérisé en ce que le flux principal est (pa ou < Pem et en ce que le flux secondaire est (Ph.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, à l'issue de l'étape 7, la phase huileuse présente une viscosité inférieure ou égale à 20 000 mPa. s à 25OC.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, à l'issue de l'étape 7, l'émulsion huile-dans-eau obtenue comprend moins de 50% en poids de phase huileuse, de préférence de 40 à 50% en poids de phase huileuse, et plus préférentiellement encore de 40 à 43% en poids de phase huileuse.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la phase huileuse d'enrichissement utilisée à l'étape 5 a la même composition que la phase huileuse selon les étapes 1 et 2 pour la préparation de l'émulsion primaire.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'émulsion primaire préparée à l'étape 2 comprend moins de 27% en poids de phase huile, de préférence de 10 à 27% en poids de phase huileuse, et plus préférentiellement encore de 20 à 27% en poids de phase huileuse.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'à l'étape 5, la quantité de phase huileuse d'enrichissement utilisée représente de 25 à 100% de la quantité de phase huileuse présente dans l'émulsion à enrichir, de préférence de 75 à 100%.

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les étapes 3 et 4 sont mises en oeuvre et en ce qu'au moins l'une des étapes d'enrichissement 5 ou 7 est suivie d'une étape de mélange de l'émulsion enrichie obtenue par passage au travers du ou des mélangeurs.

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16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de dilution de l'émulsion obtenue par addition d'une phase aqueuse de dilution.

17. Emulsion directe huile-dans-eau, pouvant être obtenue par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, comprenant éventuellement un ou plusieurs constituants thermosensibles.

18. Agent anti-mousse caractérisé en ce qu'il comprend de l'émulsion selon la revendication 17.

19. Agent anti-mousse selon la revendication 18 caractérisé en ce que la granulométrie de la phase huileuse dispersée est de type gaussienne monodispersée de médiane égale à 10 um +/-5 um.